|
|
 |
|
|
|
Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika
|
|
|
|
|
|
|
Porównanie systemów KNX/EIB, LCN oraz xComfort. We współczesnym budownictwie stosuje się wiele nowoczesnych technologii. Jednym z przykładów są inteligentne instalacje elektryczne. Zapotrzebowanie na tego typu rozwiązania wynika z konieczności zwiększenia komfortu użytkowania budynków oraz oszczędniejszego gospodarowania energią.
Zaspokojenie tych potrzeb stało się możliwe dzięki zastosowaniu nowoczesnej elektroniki oraz technologii informatycznych. Na rynku są dostępne tego typu rozwiązania o różnym stopniu złożoności. Do najbardziej rozbudowanych i mających najszersze możliwości należą:
Są to systemy o topologii magistralnej. Jako magistrala jest wykorzystywana albo skrętka dwuparowa, jak np. w KNX oraz Lon Works lub jak w przypadku LCN – dodatkowa żyła w przewodzie instalacyjnym. Najbardziej uniwersalny (z powodu swojej otwartości) jest system KNX. Jest on współtworzony przez wielu europejskich producentów z branży elektrotechnicznej.
Systemy Lon Works oraz LCN są największymi dostępnymi na rynku systemami firmowymi, z tym że w LCN można wykorzystywać wiele przycisków dedykowanych do standardu KNX. Dla mniej wymagających użytkowników rynek oferuje całą gamę małych systemów firmowych. Do najbardziej popularnych należą xComfort, Z-Wave (z jego polską odmianą FIBARO), Teletask i inne.
Część tych systemów, jak np. xComfort albo Z-Wave, jest wykonanych w technologii bezprzewodowej, co w znacznym stopniu ułatwia ich implementację do już istniejących instalacji.
Oświetlenie w zasadniczy sposób wpływa na wygodę użytkowania pomieszczenia. Właściwie dobrane natężenie oświetlenia, rozmieszczenie opraw oraz barwa światła zapewniają wysoki komfort osób przebywających w budynku.
Inteligentne instalacje pozwalają na konfigurację wielu scen świetlnych dopasowanych do konkretnych sytuacji. Możliwość zmiany sceny świetlnej w szybki sposób i przy użyciu jednego przycisku pilota sterującego to bardzo wygodna sytuacja. W ten sposób można sterować zarówno punktami świetlnymi jak i światłem zewnętrznym przez zamknięcie lub otwarcie rolet okiennych. Taka funkcja jest bardzo przydatna w życiu codziennym użytkownika mieszkania i podczas różnych spotkań biznesowych. Są różne wymagania co do rozmieszczenia oświetlenia, np. podczas spotkania towarzyskiego, korzystania z kina domowego, narady biznesowej czy też prezentacji multimedialnej.
W celu porównania możliwości różnych systemów automatyki budynkowej zaprojektowano i oszacowano koszty inteligentnej instalacji elektrycznej w trzech systemach: KNX/EIB, LCN oraz xComfort. Projekt zrealizowano w tym samym obiekcie (mieszkanie) i przy założeniu osiągnięcia takich samych funkcjonalności. Porównano również możliwości i obsługę programów konfiguracyjnych systemów.
System KNX/EIB został opracowany przy współudziale największych europejskich firm przemysłu elektrotechnicznego, zrzeszonych w European Installation Bus Association (EIBA), które są również producentami wszystkich elementów systemu potrzebnych do wykonania instalacji. Elementy o określonym przeznaczeniu, wytwarzane przez różne firmy, są nawzajem wymienne i współdziałają z innymi elementami systemu, pochodzącymi z dowolnych firm zrzeszonych w EIBA. System KNX/EIB jest inteligentnym, zdecentralizowanym systemem sterowania służącym do załączania, regulacji i nadzoru urządzeń technicznych znajdujących się w obszarze budynku. Każdy element magistralny ma własny mikroprocesor, który odpowiada za wymianę informacji między nim a magistralą.
Wymiana informacji odbywa się za pomocą telegramów przesyłanych między urządzeniami, natomiast transmisja – poprzez dwie żyły przewodu magistralnego, które służą zarazem do zasilania elementów magistralnych. Standardowym przewodem magistralnym jest ekranowana skrętka dwuparowa 0,8 mm2. Przesył informacji nie jest odseparowany od napięcia zasilającego 24 V prądu stałego, które jest modulowane podczas nadawania [1, 2].
Obwód magistralny i przyłączone do niego urządzenia przejęły wszystkie funkcje sterownicze, kontrolne, pomiarowe i inne. Dzięki temu można w budynku precyzyjnie sterować różnymi urządzeniami technicznymi w funkcji czasu, warunków pogodowych (temperatury, siły wiatru, wilgotności), pojawienia się osób będących użytkownikami obiektu i osób niepożądanych oraz realizować inne zadania, zgodnie z wcześniej założonym programem i aktualnymi poleceniami użytkowników. ETS (EIB tool software) stanowi podstawowy program narzędziowy przeznaczony do projektowania, uruchamiania oraz serwisowania instalacji systemu KNX/EIB.
Program ma strukturę modułową, składa się z kilku części, które ze sobą współpracują. Sam program jest środowiskiem konfiguracyjnym poszczególnych modułów wchodzących w skład instalacji KNX\EIB. Dla pełnego funkcjonowania konieczne jest zainstalowanie (wgranie) bazy produktów, które są udostępniane przez producentów. W banku danych powstaje wówczas katalog z nazwą danego producenta oraz z proponowanymi przez niego urządzeniami. Bazy są tworzone w taki sposób, aby było możliwe ich odczytanie w programie ETS. Baza zawiera podstawowe dane o urządzeniach, takie jak np. program aplikacyjny, opis parametrów, wymiary czy numer katalogowy. Urządzenia są pogrupowane zgodnie z ich przeznaczeniem i funkcjami.
 |  |
| Rys. 1. Okno programu ETS | Rys. 2. Okno programu LCN-PRO |
Opracowana przez firmę ISSENDORFF MIKROELEKTRONIK sieć LCN charakteryzuje się uniwersalnymi możliwościami zastosowania w zakresie nowoczesnej techniki automatyzacji budynku. Szeroki zakres funkcji realizują podzespoły, które dobiera się z listy. Dostępne podzespoły i inne pozycje katalogowe można podzielić na: moduły logiczne, urządzenia peryferyjne, czujniki i stację pogodową, zespół zdalnego sterowania i transponder, układy sprzęgające oraz oprogramowanie. W systemie LCN można wykorzystać niemalże każdy dostępny na rynku rodzaj przycisków przyłączanych do modułów logicznych. W zależności od przewidzianego zastosowania i zapotrzebowania podzespoły systemu są dostępne w wersjach montowanych na szynie lub w puszkach podtynkowych. Moduły sieci mają bardzo szerokie zastosowanie. System LCN ma tylko siedem modułów logicznych montowanych na szynie lub w puszkach podtynkowych. Moduły te różnią się ponadto mocą wyjść, istniejącymi interfejsami czujników oraz możliwością sterowania układów oświetleniowych.
System LCN – podobnie jak KNX/EIB – jest systemem magistralnym. Magistrala została wykonana przy użyciu dodatkowego przewodu instalacyjnego oznaczonego literą D. W instalacji jednofazowej jest to więc czwarty, a w instalacji trójfazowej – szósty przewód instalacyjny o takim samym przekroju jak pozostałe przewody danego obwodu. Przewód ten, wraz z przewodem neutralnym, który pełni tu funkcję żyły powrotnej, stanowi obwód magistralny.
Program narzędziowy LCN-PRO stanowi unikalne oprogramowanie służące do projektowania oraz konfigurowania instalacji inteligentnych domów i budynków wykorzystujących system LCN. Głównym zadaniem programu jest parametryzacja modułów systemu LCN. Oprogramowanie może pracować w dwóch trybach on-line oraz off-line. Dodatkowymi funkcjami (oprócz ogólnej parametryzacji urządzeń) jest możliwość sprawdzenia oraz protokołowania sieci LCN.
W trybie on-line jest wykonywana parametryzacja modułów systemu LCN. Każda zmiana banku danych projektowych wprowadzona w tym trybie pracy jest transmitowana w czasie rzeczywistym na magistralę, a po dotarciu do odpowiedniego modułu następuje jego konfiguracja. W trybie off-line natomiast jest możliwa wstępna konfiguracja sieci LCN, która zostanie zapisana w banku danych projektowych, a następnie po przejściu do trybu pracy on-line i połączeniu z siecią LCN nastąpi odpowiednia parametryzacja modułów.
Komunikacja z modułami sieci LCN odbywa się na podstawie numeru identyfikacyjnego. Przy adresowaniu modułów do dyspozycji jest 250 adresów (5-254). Instalacje przekraczające 250 modułów dzieli się na segmenty, które łączy się ze sobą sprzęgami do segmentów. Do adresowania segmentów do dyspozycji są adresy od 5 do 124. W ten sposób można nadać adres 120 segmentom. Łączna liczba modułów mających adres w sieci wynika zatem z pomnożenia liczby segmentów przez liczbę modułów w każdym segmencie (daje to 30 tys.). Komputer przydziela adresy bezpośrednio podczas programowania modułów.
Oprócz adresu modułu (zwanego numerem identyfikacyjnym modułu), który może być przydzielony w każdym segmencie tylko jeden raz, każdemu modułowi można przyporządkować maksymalnie 12 adresów. Ponieważ system LCN jest zasilany bezpośrednio napięciem 230 V, każdy moduł ma wbudowany zasilacz. W każdym module, w odniesieniu do wejścia czujników, zasilacza i układu sprzęgającego zastosowano ochronę przeciwprzepięciową (do 4 kV). Ochrona przeciwzwarciowa zabezpiecza moduł przed zniszczeniem, jeśli dojdzie do przypadkowej zamiany żyły zewnętrznej i żyły transmisji danych lub żyły neutralnej. Mikroprocesor z pamięcią konfiguracyjną, zasilacz i układ sprzęgający są elementami składowymi każdego modułu logicznego sieci LCN. Różne moduły sieci różnią się między sobą przede wszystkim liczbą wejść czujników i wyjść elementów przełączających oraz wynikającym z tego zakresem programowalnych funkcji [3].
Bezprzewodowa instalacja xComfort firmy Eaton Moeller daje możliwość wygodnego sterowania światłem, roletami oraz ogrzewaniem w domach i mieszkaniach w nieco mniejszym stopniu niż systemy KNX\EIB i LCN. Zastosowana w rozwiązaniu komunikacja radiowa minimalizuje prace instalacyjne wykonywane w przypadku standardowych instalacji, upraszcza montaż i uruchomienie systemu.
xComfort charakteryzuje się dużą funkcjonalnością oraz elastycznością działania i zabudowy. Opisywane wcześniej systemy wymagają dodatkowego przewodu magistralnego, co ogranicza możliwość ich stosowania do nowo budowanych obiektów, bądź tych poddawanych generalnym remontom – włącznie z wymianą instalacji elektrycznej.
xComfort wykorzystuje tradycyjną instalację elektryczną, a jedynym ograniczeniem jest dostęp do przewodu fazowego i neutralnego oraz miejsce na zamontowanie samego elementu. Odbiorniki systemu mają niewielkie wymiary, dzięki czemu można je łatwo schować w puszkach podtynkowych, listwach, kanałach, obudowach sterowanych urządzeń, podwieszanych sufitach, bądź – jeżeli wymusza to instalacja – również w tablicy mieszkaniowej.
Transmisja danych odbywa się na częstotliwość 868,3 MHz zarezerwowanej wg norm dla automatyki budynkowej. W połączeniu ze specjalnym sposobem kodowania zapewnia bezpieczeństwo i wygodę codziennego użytkowania. Brak konieczności prowadzenia dodatkowego okablowania umożliwia z kolei uzyskanie znacznych oszczędności finansowych oraz możliwość nie tylko budowy, ale również późniejszej rozbudowy bez modyfikacji instalacji elektrycznej, co w innych systemach może być niewykonalne. Obowiązujące przepisy nakładają na automatykę budynkową bardzo rygorystyczne wymagania dotyczące częstości wysyłania sygnałów oraz ich mocy. Stąd sygnał jest w stanie przeniknąć przez dwie ściany i jeden strop oraz pokonać dystans kilkudziesięciu metrów. Aby pokonać ewentualne ograniczenia w zakresie komunikacji, o których wspomniano wcześniej, wszystkie odbiorniki xComfort – oprócz swoich standardowych funkcji – jak sterowanie światłem, ogrzewaniem czy roletami, mają również możliwość routingu sygnału, dzięki czemu można ominąć ograniczenia sygnału.
Programowanie urządzeń do bezprzewodowego sterowania jest prostsze od konfiguracji LCN i KNX/EIB. Można je wykonać na dwa sposoby. Pierwszy polega na programowaniu urządzenia za pomocą śrubokręta – wtedy są dostępne podstawowe funkcje aparatów – tzw. tryb BASIC. Drugi sposób wymaga użycia komputera ze złączem szeregowym (RS-232), podłączonym modułem do programowania przez komputer i zainstalowanym darmowym oprogramowaniem EATON RF. Przy tego typu programowaniu są dostępne wszystkie wyższe funkcje systemu sterowania bezprzewodowego – tzw. tryb COMFORT. Program jest prosty w obsłudze, wszystkie aparaty są pokazane za pomocą symboli graficznych, co ułatwia ich programowanie. Urządzenia łączy się ze sobą liniami, następnie z rozwijanego menu należy wybrać funkcję, która ma być zrealizowana. Instalacja zaprogramowana w ten sposób jest bardzo przejrzysta. Tego typu programowanie pozwala na zrealizowanie funkcji znanych z systemu KNX/EIB [4].
|
|
| REKLAMA |
|
|
| REKLAMA |
|
|
wstecz
