EIB/KNX systémové instalace s odděleným řízením dílčích prostorů Ing. Josef Kunc ABB s.r.o. Elektro-Praga V jednotlivých oddělených prostorách (v kancelářích, v provozních či obytných místnostech) často potřebujeme systémovou elektrickou instalací EIB/KNX ovládat osvětlení, žaluzie, klimatizační funkce, navíc i s možnostmi vytváření scén a centrálních funkcí. Dříve jsme vystačili jen s několika jednoduchými obslužnými operacemi, protože počet obsluhovaných funkcí byl malý (zpravidla jsme pořebovali jen zapnout a vypnout osvětlení, topení bylo neregulované, žaluzie se nepoužívaly). Nejen pro zvýšení komfortu, ale především pro dosažení maximálních úspor energie na osvětlování i vytápění nebo chlazení se používá stále dokonalejších řídicích systémů, samozřejmě ve vazbě na využívání nových stavebních materiálů a nových technologií výstavby objektů. Zvyšuje se tedy nejen nutný rozsah ovládání jednotlivých funkcí, ale rostou i požadavky na způsoby jejich řízení, na spolupráci s řízením jiných funkcí (např. spolupráce žaluzií s klimatizačními funkcemi pro další snížení energetické náročnosti budov, nebo blokování topení po dobu otevření oken apod.). Tím ovšem také narůstají nároky na objem komunikace po sběrnici. Aby nedocházelo k větším časovým prodlevám mezi odesláním příkazu a jeho vykonáním, je výhodné vytvážet takové kombinace přístrojů, které převedou značnou část předávaných telegramů do lokálních celků, mimo sběrnici. Pro splnění náročnějších požadavků při řízení funkcí v dosavadní koncepci systémové instalace zpravidla použijeme potřebných ovládacích přístrojů (tlačítkových snímačů, termostatů apod.), umístěných v elektroinstalačních krabicích a dále po sběrnici s nimi komunikujících jednotlivých akčních členů v rozvodnicích. Takovéto řešení tedy odpovídá původní koncepci plně decentralizované systémové instalace. Stejné požadavky můžeme ovšem snadno zajistit také lokálními řídicími jednotkami, které jsou schopny zabezpečit řízení funkcí ve společném prostoru, přičemž po sběrnici mohou opět komunikovat s ostatními částmi systémové instalace, jak je naznačeno na obr. 1. Obr. 1: Princip řízení lokálními řídicími jednotkami Výhodou takovýchto lokálních řídicích jednotek je vnitřní komunikace mezi jejich jednotlivými částmi, takže je výrazně omezeno zatížení sběrnice množstvím telegramů,
potřebných pro předávání informací mezi snímači a akčními členy v daném prostoru. Společná sběrnicová spojka však ale zabezpečí komunikaci všech přístrojů EIB/KNX, umístěných v lokální řídicí jednotce, s ostatními částmi instalace. Umístěním lokální řídicí jednotky přímo do ovládaného prostoru (např. do stropního podhledu nebo do prostoru ve zdvojené podlaze) lze navíc dosáhnout ještě nižší spotřeby silových vodičů, než při umisťování akčních členů do rozváděčů. Obr. 2: Lokální řídicí jednotka EIB/KNX Lokální řídicí jednotka z produkce ABB (obr. 2) je koncipována pro montáž i do poměrně stísněných prostor mezi nosnou konstrukcí podlahy a podlahou. Celková výška kompletního přístroje je pouhých 50mm, při stupni krytí IP 54. Obr. 3: Panel ovládání jednotlivých funkčních modulů Vestavěná sběrnicová spojka je doplněna obvody zabezpečujícími spolehlivou komunikaci mezi jednotlivými funkčními moduly, vkládanými podle potřeby do přístroje. Tato vnitřní komunikace je nezávislá na naprogramování sběrnicové spojky softwarem ETS a tedy i na přítomnosti sběrnicového napětí. Proto je možné jednoduché a praktické ověření funkčnosti celé této sestavy již během montáže, ještě před programováním a oživováním celé instalace. Zabudovaný ovládací panel (obr. 2) navíc napomáhá ke zcela jednoduché, místní kontrole funkčnosti až osmi pracovních modulů. Otočením osmipolohového přepínače se zvolí příslušný modul a stisknutím vestavěných tlačítek a následným rozsvícením LED diod se ověří správná činnost příslušného modulu. V závislosti na volbě vkládaných modulů a na potřebě zajistit jištění proti nadproudům a zkratům, lze celý přístroj napájet z jednoho, dvou nebo tří samostatně jištěných okruhů (popř. i třífázově), jak je vidět z obr. 4. Veškeré vnější elektrické obvody se připojují k násuvným šroubovým svorkovnicím, umístěným na každém z modulů.
Obr. 4: Vnitřní uspořádání lokální řídicí jednotky Jednotlivé pracovní moduly jsou do lokální řídicí jednotky vkládány pouhým zasunutím do bezšroubových kontaktních lišt, jak je vidět na obr. 5. Pružné mechanické prostředky slouží k upevnění modulu. Již po zasunutí pracovního modulu na určené místo je kontaktními lištami zabezpečeno vnitřní předávání všech potřebných informací a současně i vnější komunikace po sběrnici, prostřednictvím naprogramované sběrnicové spojky. Obr.5: Připojovací kontaktní lišty Obr. 6: Dvojnásobný spínací akční člen pro lokální řídicí jednotku Vzhledově vzájemně podobné funkční moduly (obr. 6) lze do skříňky přístroje vkládat na jednotlivá místa zcela libovolně. Pro zajištění potřebných funkcí jsou k dispozici binární vstupy a akční členy.
Čtyřnásobné binární vstupy jsou ve třech variantách: pro testovací napětí 230 V AC/DC, pro 24 V AC/DC a s vnitřním testovacím napětím. Stejně jako dvojnásobná a čtyřnásobná univerzální rozhraní pro montáž do zapuštěných elektroinstalačních krabic (typová řada US/U x/2) dovolují využití obyčejných tlačítkových ovladačů v řadách domovních přístrojů Tango, Time, Element apod. pro spínání, spínání a stmívání, ovládání žaluzií, odesílání hodnot, řízení scén, sekvenční nebo kombinační spínání. Ve spojení s jakýmikoli kontaktními snímači lze vstupy využít i jako čítače pulsů. Každý ze vstupů je samostatně programovatelný. Proto také každý ze čtyř tlačítkových snímačů, připojených ke vstupům přístroje, může zastávat takovou funkci, jaká je požadována. Dvojnásobný spínací akční člen 230 V AC/ 6 A připouští krátkodobý spínací proud 16 A při odporové zátěži. Lze spínat i zářivkovou zátěž. Kromě běžného režimu spínání může být akční člen naprogramován i pro časově zpožděné funkce, jako je časově zpožděné samočinné vypnutí (i se střádáním zpoždění), zpožděný přítah anebo zpožděný odpad, popř. střídavé spínání pro vytváření světelných efektů. Akční člen lze nastavit pro činnost v jednobitových nebo osmibitových scénách. Dva typy dvojnásobných žaluziových akčních členů (pro 230 V AC a pro 24 V DC) umožňují nezávislé ovládání dvou žaluziových pohonů klasickým způsobem na základě jednobitových příkazů pro úplný pohyb nahoru nebo dolů a pro krokování nebo nastavování lamel. Stejně jako u nové řady žaluziových akčních členů pro montáž do rozváděčů mohou být řízeny osmibitovými příkazy s možností plynulé regulace výšky nastavení a úhlu natočení lamel. To umožňuje spolupráci se žaluziovým řídicím modulem a plynulé řízení chodu žaluzií v závislosti na okamžité poloze Slunce. Také chod žaluzií lze včlenit do jednobitových nebo osmibitových scén. Běžným je také nastavení nucené polohy (zablokování polohy žaluzií v předem určené poloze, umožňující např. čištění oken). Dvojnásobný spínací a stmívací akční člen 230 V AC, 6 A s regulovaným výstupem 0 až 10 V DC pro řízení elektronických stmívatelných předřadníků umožňuje plynulé řízení zářivkových osvětlovacích systémů. K akčnímu členu pro řízení stálé osvětlenosti zářivkového systému osvětlení, pro jeho úplnou funkci, je nutné připojit vnější snímač intenzity osvětlení, umístěný v osvětleném prostoru. Univerzální stmívací akční člen 230 V DC, 300 W pro zátěž s klasickými nebo halogenovými žárovkami, s konvenčním nebo elektronickým transformátorem, se vyznačuje správnou funkcí i při použití velmi malé zátěže minimální zátěž je stanovena na pouhé 2 W. Přístroj je možné použít nejen pro induktivní, ale také pro kapacitní zátěž. Všechny stmívací akční členy mohou pracovat v režimech s časovými zpožděními pro samočinné vypnutí a lze je zakomponovat do jednobitových i osmibitových scén. Dva typy dvojnásobných elektronických spínacích akčních členů topení (230 V AC/DC a 24 V AC/DC, 0,7 A) jsou určeny pro ovládání hlavic ventilů topení. Dvoustavové termoelektrické hlavice je možné řídit v režimu prostého spínání, PWM regulace (pulsní šířkové řízení) a při využití jejich tepelné setrvačnosti mohou být provozovány v režimu plynulé regulace. Při nutně rychlém sledu spínacích pulsů je pak ovládací hlavice řízena tak, aby ventil byl nastaven jen na potřebný úhel otevření. Znamená to, že ve skutečnosti hlavice lehce kmitá kolem požadované velikosti otevření. Tento způsob regulace vyžaduje použití pouze polovodičových spínacích prvků. Důvodem není jen bezhlučnost jejich chodu, ale i výrazně vyšší životnost akčního členu, daná počtem
spínacích cyklů, ve srovnání s kontaktními prvky. Akční členy topení lze tedy využít pro řízení prostřednictvím jednobitových nebo osmibitových komunikačních objektů. Možnosti nastavení nucené polohy se může použít např. pro nezbytné časově omezené otevírání ventilů v době mimo topnou sezónu. Nasazení lokálních řídicích jednotek pro ovládání jednotlivých funkcí společného prostoru snižuje množství potřebných silových vodičů, elektrická instalace se stává ještě přehlednější, s možností ještě snadnějších změn nebo doplňování jednotlivých funkcí. Zjednodušuje se i vytváření projektové dokumentace, především v objektech s opakujícími se nebo podobnými funkcemi v jednotlivých místnostech.