Introducción a LONWORKS
ÍNDICE
 INTRODUCCIÓN
 HISTORIA DE LONWORKS
 GLOSARIO DE TÉRMINOS RELACIONADOS CON
LONWORKS
 LON
 COMUNICACIÓN
 HARDWARE
 SOFTWARE
 INSTALACIÓN
Introducción
LONWORKS
Standard de comunicación
que permite la
interoperabilidad de
elementos de distintos
fabricantes conectados a la
misma red
Productos inteligentes
de bajo coste
intercomunicados
Abierta
Flexible
Descentralizada
Excelente para
AUTOMATIZACIÓN
Historia de LonWorks
 El sistema LonWorks nace en 1988 de la mano de Echelon.
 Desde entonces, LonWorks ha sido adoptado por miles de
fabricantes de sistemas y dispositivos electrónicos.
 Los dispositivos LonWorks han sido instalados en edificios,
fábricas, sistemas de transporte, viviendas y todo tipo de
aplicaciones.
 La vivienda sólo representa el 15% del mercado total de las
tecnologías LON.
Glosario de términos relacionados con LonWorks

ECHELON:
Echelon Corporation es la compañía, con sede en Palo Alto, California, que inventó, vende y
da soporte al sistema LonWorks.

GATEWAY:
Computadora cuya función es lograr la convivencia y entendimiento entre redes con distintos
protocolos de comunicación

INTEROPERABILIDAD:
La capacidad de sistemas de distinta fabricación para compartir información sin perder su
funcionalidad independiente y sin recurrir a una compleja programación por parte del
integrador.
Glosario de términos relacionados con LonWorks

LAN (Local Area Network):
Una LAN es una red de comunicación que enlaza distintas estaciones de trabajo de una
misma área. Esta área local puede comprender un mismo edificio o un grupo de edificios.
Mediante una LAN, distintas estaciones o computadoras pueden compartir información y el
uso de dispositivos.

LON (Local Operating Network):
La diferencia entre una LON y una LAN es que una LAN está diseñada para mover
información que puede ser larga y complicada, mientras que en una LON la información que
recorre la red es breve y concisa (órdenes, mensajes de estado y control, etc.). Si en la LAN
prima la velocidad de transmisión, en una LON es más importante la verificación y la correcta
transmisión de la señal.
Glosario de términos relacionados con LonWorks

LONMARK, logotipo:
El logotipo LonMark es un símbolo, acreditado por la LonMark Interoperability Asociation, que
certifica que un dispositivo puede ser usado en cualquier red interoperable LonWorks.

LONMARK, objeto:
Un objeto LonMark es un dispositivo LonWorks implementado siguiendo un perfil funcional.
Es decir, el dispositivo en cuestión tendrá que presentar unas condiciones de programación
indispensables para que pueda ser considerado un objeto LonMark.

LONTALK:
El protocolo LonTalk, también llamado protocolo LonWorks o Estándar de Control de Red EIA
709.1, es un protocolo de comunicaciones abierto desarrollado por Echelon Corporation.
Glosario de términos relacionados con LonWorks

LONMAKER:
LonMaker es un paquete software que proporciona las herramientas necesarias para el
diseño, instalación y mantenimiento de redes de control LonWorks.

LONWORKS, dispositivo:
Todo dispositivo (hardware y software) que ejecuta una aplicación y que se comunica con
otros dispositivos mediante el protocolo LonWorks.Típicamente incluye un Neuron Chip.

LONWORKS, red:
El conjunto de dispositivos inteligentes que utilizan el protocolo LonWorks para comunicarse.
Glosario de términos relacionados con LonWorks

LONWORKS, sistema:
Toda la familia de hardware y software que ofrece Echelon y que permite crear, desarrollar,
instalar y mantener una red LonWorks.

NETWORK VARIABLE (VARIABLE DE RED):
Información que el programa de aplicación de un dispositivo concreto espera encontrar en la
red compartida por otros dispositivos, o pretende hacerla disponible para otros dispositivos.

NEURON C:
Lenguaje de programación basado en el lenguaje C que se utiliza para realizar la
programación de la aplicación de los nodos LonWorks.
Glosario de términos relacionados con LonWorks

NEURON CHIP:
Microprocesador principal, presente en la mayoría de los productos LonWorks. Originalmente
diseñado por Echelon y fabricado por Cypress Semiconductors, Motorola y Toshiba.

NODO:
Dispositivo LonWorks.

NODEBUILDER:
La herramienta Nodebuilder es una plataforma hardware y software que se utiliza para
desarrollar aplicaciones para Neuron Chips. Nodebuilder compila código desarrollado en el
lenguaje de programación Neuron C.
LON (Local Operating Network)
NODO
Elementos fundamentales:
• Protocolo LonTalk
NODO
NODO
• Neuron Chip
APLICACIÓN
A
• Transductor LonWorks
• Aplicación
APLICACIÓN
APLICACIÓN
A
B
• Software de instalación
Dispositivo LonWorks
COMUNICACIÓN





Características del protocolo LonTalk
Direccionamiento
Dispositivos de conectividad
Variables de red
Medios de transmisión
Características del protocolo LonTalk

Fiable: soporta reconocimientos remotos con retransmisión automática.

Variedad de medios de comunicación: soporta par trenzado,
radiofrecuencia, coaxial, red eléctrica, fibra óptica

Tiempo de respuesta: incorpora un algoritmo de detección de
colisiones para aprovechar al máximo el canal.
Vmax=1.25Mbps  500 transacciones

Bajo coste: LonTalk está diseñado para ser utilizado con un único chip
sencillo y económico.

Interoperatividad: mediante variables de red y SNVTs.
Direccionamiento (1/2)

Método jerárquico de direccionamiento:
 Canal (channel): medio físico.
 Dominio (domain): red lógica de nodos en un canal. Sólo se
establece información entre nodos del mismo dominio.
 Subred (subnet): agrupación lógica de hasta 127 nodos. Un dominio
soporta hasta 255 subredes. Un router separa una subred.
 Grupo (group): agrupación de nodos dentro de un dominio. A
diferencia de una subred, los grupos no tienen en cuenta la situación
lógica dentro del dominio. Un nodo puede pertenecer hasta 15
grupos.
 Número de identificación (ID): número de identificación de 48 bits
asignado en fábrica. Se utiliza en la instalación y configuración de
los nodos.
Direccionamiento (2/2)
Dominio
Nodo
Subnet
Router
Nodo
Subnet
Repeater
Canal
Grupo
Router
Dispositivos de conectividad
 Repetidores y Routers:
 Diferencian subredes LonWorks.
 Reamplifican la señal de red.
 Acoplan medios físicos iguales
 Routers: Aíslan paquetes y restringen el tráfico.
i.LON 600 LonWorks/IP Server
Variables de red (1/2)

La aplicación, en tiempo de ejecución, emplea principalmente variables
de red para transmitir información entre los nodos (útil para la aplicación
global).

SNVT: variables de red predefinidas y estandarizadas que garantizan la
interoperatividad de distintos dispositivos LonWorks (LonMark).

También se utilizan mensajes explícitos para transmitir otro tipo de
información:
 Configuración parámetros de la red.
 Monitorización y control de la red.
 Telecarga de los programas de los nodos.
 Etc.
Variables de red (2/2)
Dispositivo C
Etapa de actuación
sobre la caldera
“temp_ actual” (entrada)
“temp_ deseada” (entrada)
Nodo LonWorks
Etapa de digitalización
de la temperatura
Nodo LonWorks
Dispositivo A
Nodo LonWorks
“temp_ deseada” (salida)
Etapa de digitalización
de la temperatura deseada
“temp_ actual” (salida)
Dispositivo B
Medios de transmisión





Par trenzado
Radio frecuencia (RF)
Fibra óptica
Infrarrojos (IR)
Coaxial
COAXIAL
HARDWARE






Arquitectura de un nodo
El nodo TP/FT-10
Entradas/salidas especiales: SERVICE y RESET
Interfaces de conexión para el PC
Interfaces de conexión remota mediante IP
Dispositivos LonMark
Arquitectura de un nodo
TRANSCEIVER
COMUNICACIÓN
FUENTE
MEMORIA
ALIMENTACIÓN
EXTERNA
NEURON CHIP
NEURON CHIP:
IN / OUT
SENSORES / ACTUADORES
•Fabricado por Motorola.
•2 procesadores de 8 bits para
protocolo LonTalk.
•1 procesador de 8 bits para
acceso a la aplicación.
•Programación en Neuron C.
El nodo TP/FT-10 (1/2)
 Nodo básico para la conexión a red LonWorks mediante par
trenzado.
Memoria FLASH para el
programa de la aplicación
Puerto de conexión a
la red LonWorks
Puerto de conexión con:
• Entradas/Salidas
• Alimentación
• RESET y SERVICE pins.
Transceptor para la
comunicación
Neuron Chip
El nodo TP/FT-10 (2/2)
Entradas/salidas especiales: SERVICE y RESET (1/2)

RESET como entrada
La activación de esta entrada hace un reset (pone
en condiciones iniciales) la inteligencia del nodo
(Neuron Chip).

SERVICE como entrada
La activación de esta entrada permite que el nodo
envíe una señal de reconocimiento por la red
(program ID y neuron ID). Útil en tiempo de
instalación para la configuración y/o telecarga de la
programación del nodo desde un ordenador con el
software y hardware adecuado.

RESET y SERVICE como salidas
Como salidas estos pines informan sobre el estado
del nodo mediante una codificación especial.
Esquemático típico de
las entradas SERVICE
y RESET.
Entradas/salidas especiales: SERVICE y RESET (2/2)
 Estado del nodo en función de SERVICE y RESET:
Interfaces de conexión para el PC (1/2)
 PCLTA (bus ISA)
 PCNSI (bus ISA)
 PCC (PCMCIA)
PCLTA-20
PCNSI
PCC-10
Interfaces de conexión para el PC (2/2)
 U10/U20 (USB)
 SLTA-10 (puerto serie)
U20
SLTA-10
Interfaces de conexión remota mediante IP
 i.LON 10: adaptador de bajo coste que permite la conexión entre
una red LonWorks y una red IP mediante Ethernet.
 i.LON 100: servidor de bajo coste y alto rendimiento que permite
la conexión de dispositivos LonWorks, entre otros, a una red IP.
Dispositivos LonMark (1/3)
Son muchos los fabricantes que
aprovechan la tecnología
LonWorks para desarrollar
dispositivos compatibles que
aprovechen las características de
este sistema.
Normalmente se ofrecen,
además de módulos auxiliares,
productos cerrados que ofrecen
la siguiente configuración:
NODO programado +
aplicación + SNVTs y/o
variables de red solidarias
Dispositivos LonMark (2/3)
 Algunos fabricantes:
 Echelon  LonPoint
 BJC-Diálogo
 ISDE Ing  Domolon, Hotelon
 Temper Clima (Kieback & Peter)  technoLon
 EBV Electronik
 K-Lon
 Elva
 TAC Schneider
 ERCO
Dispositivos LonMark (3/3)
DOM-03
Módulo de entradas y salidas digitales de BJC-Diálogo.
DIO-10
Módulo de dos entradas digitales y dos salidas de
relé de LonPoint.
DOM-206
Módulo detector de presencia de 24V de BJC-Diálogo.
HERRAMIENTAS SOFTWARE




LonMaker
NodeBuilder
DiaPro
DDE Server
LonMaker
 Herramienta para el diseño,
instalación, operación y
mantenimiento de redes
LonWorks. Basado en el LNS
network operating system
combina una potente
arquitectura cliente-servidor
con una interfaz de usuario
de fácil manejo mediante
Microsoft Visio.
Nodebuilder (1/2)
 Herramienta para la programación de nodos LonWorks.
 Presenta las siguientes características:




No permite programación visual.
Imprescindible conocimientos de Neuron C.
Ideal para programas complejos.
Permite obtener todo el potencial que ofrece Neuron C.
Nodebuilder (2/2)
DiaPro
 Herramienta para la programación
de nodos LonWorks
 Presenta las siguientes
características:
 Entorno amigable.
 Programación visual.
 No es necesario tener
conocimientos de Neuron C.
 Útil y rápido para programas
sencillos.
DDE Server

El LNS DDE Server (servidor LNS vía Intercambio Dinámico de Datos)
permite monitorizar y controlar la información de la red (variables de red,
propiedades de configuración, mensajes de red) en cualquier aplicación
Windows que actúe como cliente suyo. También permite la modificación
de estos parámetros.
INSTALACIÓN









Especificaciones generales
Estructura según el medio físico (canal)
FTT – LPT – Topología libre
PLT – Corrientes portadoras
TP – Topología BUS
Tabla de canales comunes
Limitaciones de la alimentación
Proceso de instalación
Ejemplo de sistema abierto
Especificaciones generales
 Dependiendo del tipo de instalación,
respetar la normativa del Reglamento
de Baja Tensión.
 Respetar los requerimientos de V
(tensión), I (intensidad) y frecuencia
(Hz).
 Tener en cuenta las distintas
alimentaciones de los dispositivos para
prever las fuentes de alimentación
adecuadas.
 Se aconseja que el diseño final de la
instalación sea realizada a través de
una ingeniería.
Estructura según el medio físico (canal)




FTT
LPT
PLT
TF
– Topología libre
– Alimentación + Datos en topología libre
– Comunicación en baja tensión 220VAC.
– Topología BUS, Par Trenzado
FTT – LPT – Topología libre (1/2)

Número de nodos sin repetidor:
(2 x nodos_FFT) + nodos_LPT < 128

Se recomienda par trenzado con una resistencia de final de línea por
red.
Nodo
FTT/LPT
Nodo
FTT/LPT
Nodo
FTT/LPT
Final de
BUS 105 W
Final de
BUS 105 W
Nodo
FTT/LPT
Nodo
FTT/LPT
Nodo
FTT/LPT
Final de
BUS 53.2 W
FTT – LPT – Topología libre (2/2)
 Máximo dos repetidores en serie
PLT – Corrientes portadoras
 La longitud de la red no depende del número de nodos.
 Los factores a tener en cuenta son los siguientes:
 Calidad de la línea.
 Inmunidad frente a ruidos externos (filtros de red)
 Interferencias provocadas por aparatos de la línea.
 La portadora de baja frecuencia implica una velocidad de
transmisión lenta.
PLT-22
Power Line Transceiver
TP – Topología BUS




Topología más antigua.
Permite par trenzado no apantallado.
Nodos máximos sin repetidor = 64.
La longitud máxima varía en función del entorno, pero oscila
entre 1600 y 2000 metros.
Nodo
TP/FTT
Final de
BUS 105 W
Nodo
TP/FTT
Nodo
TP/FTT
Final de
BUS 105 W
Tabla de canales comunes
Limitaciones en función de la alimentación
 El máximo consumo de los nodos será inferior al 75% de la
intensidad máxima suministrada por la fuente de alimentación.
Ej:
Fuente alimentación  Imáx = 250mA
Consumo nodo 
Imáx = 3.5mA
Número máximo nodos = (250mA x 7.5)/3.5mA = 53
Proceso de instalación
1.
2.
3.
4.
Configuración de los nodos (memoria interna).
Instalación física de los nodos (alimentación, aplicación).
Conexión a la línea de comunicación.
Carga del programa del nodo:
 Telecarga por la red mediante un programa tipo LonMaker
(SERVICE PIN)
 Grabación de la memoria externa mediante un programador.
Nodos
PC:
• Placa de conexión a red LonWorks.
• Monitorización de las variables de red.
• Control de la red.
• Desarrollo de los programas de los nodos.
• Telecarga de la programación de los nodos.
Ejemplo de sistema abierto
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