Systémové elektrické instalace KNX/EIB (15. část) Ing. Josef Kunc Projektování systémové elektrické instalace KNX/EIB Systém KNX/EIB jako komplexní, integrovaný systém řízení a automatizace všech funkcí v malých i velkých objektech bytových i nebytových zajistí pohodlný a současně energeticky co nejúspornější provoz. Je ideálním systémem pro pružné a cenově výhodné uspořádání elektrické instalace pro jakýkoli typ budov. Systém plně odpovídá všem nárokům na elektrické instalace od projektování, přes montáž, uvedení do provozu až po jejich pravidelnou údržbu a případné opravy nebo doplňování o další funkce. V prvé fázi je projektování systémové instalace KNX/EIB prakticky shodné s obvyklými způsoby projektování je potřebné vytvořit obvyklý projekt např. v Autocadu, avšak s využitím grafických symbolů pro přístroje KNX/EIB, jejichž přehled ja např. na stránkách www.knx.org. Během projekční přípravy je ale nezbytné upřesnit si: - o jaký druh objektu se jedná, - jakým způsobem bude využíván, - jaké změny (např. prostorové, v závislosti na změnách ve způsobu používání) mohou nastat v průběhu využívání objektu, - jaké způsoby výstavby budou použity, - kde mohou být umístěny rozváděče, - jakým způsobem lze ukládat kabelová vedení, - jaké zvláštní požadavky má investor stavby, - případný limit nákladů. Přístup ke způsobu projektování bude záviset mnohdy právě na znalostech těchto zásadních informací. Systémová instalace ovšem vyžaduje systémový přístup ke všem projekčním i montážním činnostem. Co to znamená v praxi? Nejdříve je nutné specifikovat přehled všech funkčních oblastí, které budou v objektu použity. Jako příklady těchto funkčních oblastí, bez nároku na jejich úplný výčet, lze uvést: - osvětlování vnitřní i venkovní, - stínění, - vytápění, - ventilace, - klimatizace, - zabezpečení objektu, - požární signalizace, - rozmrazování okapů, chodníků apod., - kamerové systémy, - měření spotřeby energií, vody, plynu, - optimalizace spotřeby, - vytváření centrálních funkcí, scén a časových programů, včetně programů pro nepřítomnost, - závlahy na zahradě, - vzdálené přístupy, - vizualizace atd. Jakmile jsme specifikovali všechny funkční oblasti, můžeme přikročit k rozhodnutí, jakým způsobem budou funkce realizovány. Pro názornost si přibližme některé
z možností, například pro oblast vytápění. Ve spolupráci s projektantem otopné soustavy je nejdříve nutné stanovit, zda vytápění bude lokální nebo centrální, jakého topného média bude použito a jakým způsobem bude zprostředkován přenos tepla do jednotlivých prostor. Takže např. při teplovodním centrálním vytápění můžeme použít různé typy radiátorů, fan-coilů anebo podlahových otopných systémů. Přitom si musíme uvědomit, že systémovou instalací KNX/EIB nebudeme řídit výrobu tepla, ale pouze jeho spotřebu. Řídicí jednotka zdroje tepla může být řešena jako nezávislý řídicí systém, ovšem s možností komunikace se systémovou instalací. Z ní obdrží veškeré údaje, potřebné pro stanovení optimálního provozu. Na základě údajů prostorových termostatů (nastavená a měřená teplota), měřené hodnoty venkovní teploty snadno vypočte, kolik tepla musí připravit. Pro každou místnost je potom potřebné podrobně specifikovat, jakým způsobem bude využívána a podle toho stanovit požadavky na způsob regulace spotřeby tepla. Z toho vyplyne, zda v každé místnosti musí být termostat řízený časovým nebo i jiným programem, anebo postačí-li použití obyčejné termostatické hlavice pro trvalé udržování vnitřní teploty na určité úrovni tento případ by mohl nastat např. v různých, na stálou teplotu temperovaných provozních místnostech jen s občasným pohybem osob. Až budou takto podrobně popsány všechny funkce pro všechny místnosti, můžeme přikročit k rozhodnutí, které z nich budou řízeny systémovou instalací a které jinými způsoby. Teprve poté lze přistoupit k detailnímu projektování všech funkcí v objektu. Znamená to tedy, že v této činnosti je zcela nevyhnutelná úzká spolupráce projektantů všech oblastí je nutné, aby si dohodli styčné body svých projektů. Pro skutečně optimální a komfortní režim provozu objektu je žádoucí, aby všechny funkce a funkční oblasti mohly vzájemně komunikovat. Není důležité, budou-li všechny funkce komplexně řízeny pouze prostředky systémové instalace KNX/EIB, anebo zda některé z nich budou vyžadovat samostatný řídicí systém. Avšak velice důležité je, aby tyto případné nezávislé řídicí systémy umožňovaly výměnu informací se systémovou instalací. Teprve za tohoto předpokladu lze dosáhnout skutečně nejvyššího komfortu a současně i nejvyšších úspor energie potřebné pro provoz objektu. Systémová elektrická instalace, stejně jako každá jiná elektrická instalace, vyžaduje použití běžných elektrických přístrojů v rozváděčích, běžných kabelových rozvodů, silových i sdělovacích zásuvek. Důležitá je decentralizace rozváděčů, aby silová přívodní vedení k jednotlivým ovládaným spotřebičům byla co nejkratší. V rozváděčích budou jističe dimenzované na očekávané zatížení v jednotlivých samostatně jištěných obvodech, zásuvkové obvody budou vybaveny proudovými chrániči, přepěťovými ochranami a dalšími nezbytnými přístroji, v souladu s předpisovými normami, např. se souborem norem ČSN 33 2000. Pro snadné projektování, uvádění do provozu i pro diagnostiku při oživování a při vyhledávání závad v systémové instalaci KNX/EIB je potřebný vhodný programovací nástroj se strukturou umožňující všechny potřebné činnosti a současně i s jednoduchým způsobem využití. K tomuto účelu byl vypracován software ETS (Engineering Tool Software Inženýrský programovací nástroj), který je neustále aktualizován a doplňován o nové funkční možnosti. Každá jeho nová verze přitom vždy umožňuje bezproblémové využívání programů vytvořených v dřívějších verzích. Takto je plně zabezpečena spolupráce starších konstrukčních verzí přístrojů KNX/EIB i s těmi nejnovějšími přístroji, vytvořenými s aplikačními programy již jen pro vyšší verze softwaru ETS. Ve starších instalacích je pak vždy možné přidávat nové funkce, s novými přístroji.
Pro ilustraci lze uvést příklad z praxe. V jedné z nejstarších systémových instalací KNX/EIB v České republice (záměrně neuvádíme její umístění), která byla realizována pro obchodní účely zahraničními dodavateli cca před 15 lety, bylo potřebné uskutečnit změny ve způsobu ovládání osvětlení a současně také rekonstruovat svítidla (především nahradit klasické předřadníky v zářivkových svítidlech novými elektronickými předřadníky). Při téměř nepřetržitém provozu osvětlení zde úspora nákladů na energii uhradila náklady na výměnu předřadníků za dobu kratší, než 6 měsíců. V této instalaci samozřejmě zůstaly všechny původní přístroje KNX/EIB umístěné výhradně v rozváděčích, které byly vybaveny zadními přítlačnými kontakty, jak bylo obvyklé v prvních letech výroby tohoto systému. Veškeré spínací akční členy byly pouze dvojnásobné. Doplňovány byly současné přístroje pro montáž do rozváděčů od jiného výrobce. Byly tedy vybaveny bezšroubovými svorkovnicemi pro připojení ke sběrnici, spínací akční členy byly až dvanáctinásobné. Původní instalace byla programována v nejstarší verzi softwaru ETS, zatímco doplnění a úpravy aplikačních programů proběhly v novější verzi softwaru ETS2-V1.3. Tuzemská instalační firma se zde prakticky přesvědčila, že ve společné instalaci mohou skutečně bezproblémově spolupracovat přístroje nejen od různých výrobců, ale také přístroje staré i nové. V současné době je nabízen software ETS3.0e Professional, který může být dodáván ve dvou plně funkčních variantách: - varianta vázaná na ID počítače, - varianta vázaná na hardwarový klíč (dongle). Software lze bezplatně stáhnout z adresy www.knx.org a následně jej nainstalovat do libovolného počtu PC, kde bude použitelný pro vložení knihovny aplikačních programů bez omezení jejího rozsahu a pro případné vytvoření malého projektu, avšak bez přístupu ke sběrnici, bez možnosti tisku nebo exportu projektu. Při některých příležitostech lze také bezplatně získat instalační CD. Nejčastěji je to po absolvování základního certifikačního kursu, na jehož základě se jeho účastník stává Partnerem KNX. Další možností je převzetí CD v expozici mezinárodní asociace KONNEX na některém z významných elektrotechnických veletrhů, jako např. Light & Building ve Frankfurtu nad Mohanem. Na webových stránkách asociace je ovšem k dispozici vždy jeho nejaktuálnější verze. Po vložení CD do mechaniky v PC se automaticky spouští instalace. Zpočátku jsme nejdříve dotázáni, zda chceme instalovat typickou aplikaci (ta by postačovala pro většinu projektů), kompletní aplikaci (je doporučována jako přednostní, protože zahrnuje všechny možné varianty vyskytující se v projektech) anebo zákaznickou aplikaci (velmi zkušení uživatelé by ji mohli využívat pro individuálně zaměřené projekty) viz obr. 1.
Obr. 1: Výběr typu instalace software ETS3 V průběhu instalace software ETS3 určujeme, zda budeme instalovat software jako plně funkční (např. do stolního PC). V případě, že již máme k dispozici některou z plých licencí, můžeme dokoupit až dvě výrazně levnější sublicence např. pro dva notebooky, s nimiž programujeme a oživujeme systémové instalace na stavbách. Jaký je rozdíl mezi plně licencovaným a sublicencovaným softwarem? Oba dovolují vytváření libovolného počtu jakkoli rozsáhlých projektů, umožňují přístup na sběrnici nejen pro programování KNX/EIB přístrojů, ale i pro diagnostiku, umožňují export i import projektů i aplikačních programů. Ale pouze plně licencovaný software umožňuje tisk všech dokumentů, týkajících se kteréhokoli z projektů uloženého v databázi ETS. Třetí variantou je instalace tzv. tréninkové verze software ETS3. Na tuto verzi je poskytnuta licence časově omezená, která připouští vytvoření jednoho projektu s maximálně 20 účastníky a s přístupem na sběrnici. Na obr. 2 je okno pro instalaci softwaru, když v PC je již nainstalován a licencí zprovozněn ETS se zakoupenou licencí. V tomto případě bude instalována novější verze ETS3. V pravém dolním rohu tohoto okna se zobrazí ID počítače.
Obr. 2: Výběr licence ETS3 Obr. 3: Objednávkový formulář pro nákup licence softwaru ETS3 Po ukončení instalace softwaru ETS3 se automaticky vygeneruje objednávkový formulář podle obr. 3. Zde určujeme, zda požadujeme licenci se softwarovým anebo hardwarovým klíčem. Je nezbytné ve formuláři vyplnit veškeré potřebné údaje,
především adresu objednavatele, jeho DIČ a způsob zaslání softwarového klíče. Současně musí být potvrzen souhlas s licenčními podmínkami předtím je vhodné si tyto podmínky skutečně přečíst (po stisku tlačítka Číst licenční podmínky ). Rovněž je nutné vyznačit souhlas s platebními podmínkami s platbou 21% DPH v souladu s belgickými zákony týká se to zemí, které jsou členy Evropských společenství). Po obdržení objednávky podle obr. 3 vámi vyznačeným způsobem zasílá zodpovědný pracovník asociace Konnex softwarový klíč č. 1. Jím se zprovozní ETS3 na 30 dní (bez přístupu na tiskárnu), což je doba postačující k tomu, aby do sídla asociace mohla být doručena platba. Jakmile Konnex platbu obdrží, zasílá softwarový klíč č. 2, jímž se v daném PC software zprovozní bez časového i funkčního omezení. Občas ovšem dojde např. k výměně hard-disku v PC, což se projeví na změně ID počítače a současně i na zablokování ETS3 v přístupu na sběrnici. Konnex po odeslání požadavku na nový přístupový kód, s jeho zdůvodněním, prakticky bezproblémově a bezplatně zasílá náhradní softwarový klíč. Ovšem v takovémto případě je výhodnější, když si objednáme verzi s hardwarovým klíčem, i když zde budeme muset počkat na jeho zaslání do doby, než se uskuteční platba. Součástí instalačního procesu je vytvoření prázdného databázového souboru, zpravidla na adrese: Programy/ETS/Databáze/eib.db. Do tohoto databázového souboru se ukládají veškerá data vložená do ETS3. Abychom vůbec mohli vytvářet jakékoli projekty, musíme do této databáze nejdříve vložit veškerá aplikační data těch výrobků, se kterými budeme pracovat. Obvyklým postupem (příklad na obr. 4) je vložení kompletní knihovny aplikačních programů od toho výrobce, s jehož výrobky budeme přednostně pracovat a následně vkládání aplikačních programů těch výrobků jiných výrobců, které pouze v některých případech používáme ve svých projektech. Obr. 4: Vložení knihovny aplikačních programů do databáze ETS 3
Vzhledem k tomu, že software ETS je vázán na základní programové vybavení PC softwarem Microsoft Windows, běžně také poskytuje možnost využití obvyklých pracovních postupů, známých např. z programů Word, Excel apod. Používání softwaru ETS proto také nevyžaduje žádné zkušenosti s programováním jeho obsluha je snadná, vyžaduje pouze praxi s uvedenými programy.