Smarta digitala värmekoncept med LIN – Local Interconnect Network

Foto: ebm-papst
En växande trend inom fordonsindustrin har i flera år varit att mekaniska funktioner ersätts av elektroniska lösningar. En modern bil kan idag innehålla ett 30-tal olika mikroprocessorbaserade elektronikboxar som kallas ECU:er (Electronic Control Unit). ECU:erna hanterar allt ifrån elfönsterhissar till motorstryrning och antisladdsystem. Förutom att ersätta mekaniska funktioner styr elektroniken även en rad underhållnings- och informationsfunktioner i bilarnas infotainmentsystem. Ett av de vanligaste kommunikationsprotokollen inom fordonsindustrin är LIN – Local Interconnect Network. Utvecklingen har nu tagit LIN vidare till att även användas för fläktstyrning. ebm-papst visade en sådan lösning under mässan ISH i Frankfurt.

Det är ebm-papst gasfläktar i serien RadiMix som kan integreras i digitala värmekoncept via bussgränssnittet LIN. Möjligheten att integrera gasfläktarna i värmesystem öppnar stora möjligheter till ett förenklat och förebyggande underhåll. ebm-papst startade för några år sedan utvecklingsarbetet med att ta ta fram högeffektiva fläktar för mindre gaspannor. Utvecklingsarbetet har fortsatt och en nyhet är att dessa fläktar nu erbjuder kommunikation via bussgränssnittet LIN. Tidigare har specifika data som exempelvis gasfläktars energiförbrukning, luftflöde och effekt endast kunnat kontrolleras direkt vid en aktuell fläkt. Nu finns istället möjlighet för en värmeproducent att integrera fläktarna i digitala värmekoncept och sammanställa fläktdata med driftdata från andra komponenter i ett värmesystem.

Olika tidsintervall för LIN-meddelanden till en gasfläkt
LIN är ett kostnadseffektivt seriellt kommunikationsprotokoll baserat på ett master/slave-koncept och avsett för distribuerade system. Protokollet är konstruerat för att koppla samman noder med relativt låga kommunikationsbehov och är inte avsett för att ersätta mer avancerade nätverk. Ett LIN- nätverk består av en LIN Master och ett antal LIN Slaves. I ett aktivt LIN-nätverk initierar LIN Mastern all kommunikation. I ett digitalt värmekoncept är det LIN Mastern som bestämmer när en LIN Slave i form av en gasfläkt ska utföra ett kommando. Data hämtas får Lin Mastern med cykliska intervall och när det gäller gasfläktar rekommenderas att det sker så tätt som var femtionde millisekund.

För data som inte ändras så ofta, som exempelvis temperatur eller strömförbrukning, kan det dock vara tillräckligt med längre tidsintervaller. Samtidigt är det viktigt att känna till dataöverföringstiden för de olika ”datapaketen”. Detta liknar planering i produktionen där det också är nödvändigt att ta hänsyn till tidpunkten när sekvensering av enskilda steg i en process ska ske. Hur lång tid tar det då att sända ett datapaket? För att svara på denna fråga hjälper det att ta en titt på den typiska strukturen för ett LIN-meddelande. I LIN-bussen kan den innehålla högst 64 bitar. Men denna information räcker inte för att beräkna överföringstiden. Istället skickar en Lin Master synkroniseringspulser innan datahämtningen startar för att ”varna” LIN-slaven så att den kan anpassa sig till LIN-masterns klockfrekvens. För att beräkna den maximala dataöverföringstiden finns dock en formel och i genomsnitt har ett LIN-meddelande med 64 bitar en maximal dataöverföringstid på cirka 9 millisekunder.