Home&Building Automation: lo standard KNX e l’anima dell’impianto

La cosiddetta “struttura topologica” dello standard KNX è la sua architettura, composta da un numero massimo di 15 aree, le quali possono prevedere fino a un massimo di 15 linee secondarie unite da una linea principale, e da un numero massimo di 255 dispositivi connessi ad ogni linea secondaria (quest’ultima suddivisa in un massimo di 4 segmenti ognuno da 64 dispositivi massimo). Il punto però a cui siamo arrivati è esclusivamente la descrizione, diciamo, “hardware” del nostro sistema KNX, ovvero la sua infrastruttura, che sicuramente prevederà dispositivi di interfacciamento di ingresso, moduli di uscita, moduli per la termoregolazione, per la gestione delle motorizzazioni, pulsantiere, eccetera, che però lasciata così è di fatto priva della sua “anima”, senza quei collegamenti virtuali che ne permetteranno il corretto funzionamento, ovvero non abbiamo ancora definito il concetto di funzione, la logica dell’impianto, il chi fa cosa e come. Le funzioni possono essere definite come le azioni che l’impianto deve compiere e che portano a una successiva variazione del sistema, proprio a seguito di una “stimolazione” proveniente da un comando manuale di un utente (la pressione di un pulsante, di un comando virtuale, eccetera) o da una variazione di stato del sistema (la variazione di una temperatura, la rilevazione di una presenza o di un movimento). In maniera più “brutale”, accendere una luce, alzare una tapparella, la regolazione di una zona termica, la segnalazione di un allarme, e così via… Tutte queste operazioni devono essere implementate e realizzate nel nostro sistema KNX, da una parte mediante l’hardware e la tecnologia di cui i dispositivi in campo sono dotati, dall’altra attraverso un’accurata parametrizzazione e programmazione dei programmi applicativi contenuti nei singoli dispositivi che attraverso il software di progettazione e programmazione ETS è possibile scaricare su di essi.

Indirizzo di Gruppo

Come anticipato nello standard KNX il concetto di funzione è identificato mediante un parametro denominato “Indirizzo di Gruppo” ovvero un’etichetta, io amo definirla così e tra poco spiegherò il motivo, a cui il progettista associa ogni singola funzione/funzionalità che realizzerà per il proprio sistema di automazione. Lo standard prevede per questo parametro una precisa semantica, anzi per la precisione ne prevede 3, ovvero dà la libertà al progettista di scegliere tra 3 possibili modalità descrittive dell’indirizzo di gruppo, ovvero:

• Indirizzo di Gruppo a 3 Livelli, M/I/S con: M (5 bit), gruppo principale, un valore compreso tra 0 e 31; I (3 bit), gruppo intermedio, un valore compreso tra 0 e 7; S (8 bit), sottogruppo, un valore compreso tra 0 e 255
• Indirizzo di Gruppo a 2 Livelli, M/S con M (5 bit), gruppo principale, un valore compreso tra 0 e 31; S (11 bit), sottogruppo, un valore compreso tra 0 e 2047
• Indirizzo di Gruppo libero: G con: G (16 bit), un valore compreso tra 0 e 65.535

Un esempio di indirizzo a 3 livelli potrebbe essere il seguente: 2/5/31. La forma di utilizzo preferita e più utilizzata è quella a 3 livelli, ma lo standard KNX lascia piena liberà al progettista di scegliere tra le tre forme espressive. Come dicevo io amo definire l’indirizzo una “etichetta”. Ecco la flessibilità, ovvero la possibilità di variare le funzionalità dell’impianto in qualsiasi momento, deriva proprio dal poter aprire queste “scatole etichettate” in qualsiasi momento mediante ETS e variarne a seconda delle esigenze e delle nuove richieste il contenuto, mantenendo comunque immutata la struttura dell’impianto ed andando ad implementare solo eventuali nuovi dispositivi aggiunti nel tempo.

Figura 1. L’indirizzo di gruppo associa ogni singola funzione/funzionalità al sistema di automazione nel suo complesso

KNX come “Linguaggio macchina”

È importante ora capire come lo strumento indirizzo di gruppo deve essere utilizzato in fase di programmazione di un impianto e questo va di pari passo con il livello particolareggiato di gestione di ogni singolo dispositivo e delle sue relative parametrizzazioni ETS permette. Su ETS è possibile un controllo molto accurato e conseguentemente il sistema mette a disposizione un grande numero di “variabili” di funzionamento, denominate oggetti di gruppo o datapoint, che, in molti casi, corrisponderanno a un identico numero di indirizzi di gruppo, ognuno con il compito di permettere la gestione e/o il controllo delle stesse dal sistema che forma l’impianto di automazione. Ecco perché spesso amo associare quello che viene fatto in ETS a quello che era, ai tempi in cui studiavo alle superiori, effettuare una programmazione in Assembler per esempio, non a caso chiamato anche Linguaggio macchina, ovvero un linguaggio in cui si andava a programmare e gestire le variabili a livello più basso di un processore o di un controllore, “dialogando” a livello della macchina e non limitandosi a pochi set di istruzioni come avviene normalmente nei linguaggi di alto livello.

Darsi un metodo

Abbiamo analizzato la semantica dell’indirizzo di gruppo e confermato il loro ruolo di controllori delle funzioni associate al nostro sistema; partendo da questo presupposto, è diretta conseguenza che il progettista/system integrator dovrà dotarsi di un efficace modus operandi per la gestione e creazione degli indirizzi di gruppo, ovvero dotarsi di una metodica che gli permetta di organizzare la struttura degli stessi con un preciso filo logico che gli permetta sia una facile gestione durante la fase iniziale di progettazione e di messa in servizio, ma anche e soprattutto, per la gestione futura dovuta ad attività di manutenzione ed eventuali sviluppi, in cui sarà fondamentale poter intervenire in maniera rapida ed efficace. Sotto questo punto di vista, KNX fornisce piena libertà al progettista di creare/gestire la logica di costruzione degli indirizzi, ma, per chi volesse un’ispirazione, sul sito internazionale dell’associazione, www.knx.org, è possibile scaricare tutta una serie di Flyer molto interessanti, tra qui quello denominato “Project Design Guidelines”, in cui vengono forniti dei suggerimenti sul come progettare e strutturare il proprio impianto.

Se ti interessa questo argomento, leggi gli altri articoli che sono stati pubblicati sul sistema KNX:

1. KNX, uno standard per l’automazione
2. Tutti i vantaggi del sistema KNX
3. Come funziona lo standard KNX
4. La struttura del sistema KNX

Figura 2. All’interno del Project Design Guidelines vengono forniti dei suggerimenti per la progettazione e la struttura del proprio impianto