Европейская инсталляционная шина KNX/EIB

Требования, предъявляемые сегодня к современному зданию очень высоки. И, судя по тенденциям, будут продолжать постоянно расти.

Инженерные системы современного здания должны обеспечивать безопасность, удобство монтажа, эффективность, экономичность, надежность, комфорт и гибкость. Количество инженерных систем растет, поэтому электрические и управляющие сети зданий становятся все более сложными и разветвленными, содержат большое количество устройств распределения, переключения и управления, соединенных между собой огромным количеством проводов и кабелей. Расходы на проектирование и прокладку таких электрических сетей весьма велики. Изменение электрических сетей при появлении новых требований, например при изменении назначения помещения или при монтаже дополнительной инженерной системы, затруднено и требует больших затрат.

Избежать этих проблем и удовлетворить постоянно растущие требования к гибкости, надежности и комфорту позволяют богатые возможности системы EIB (European Installation Bus).

KNX/EIB - это передовая технология управления зданиями, продвигаемая с 1990г. Международной ассоциаций EIBA (European Installation Bus Association). Штаб-квартира EIBA находится в Брюсселе, в России действует Национальная ассоциация. Сразу после основания EIBA состояла из 15 участников. На сегодняшний момент ассоциация объединяет более 100 производителей. Фактически под контролем компаний-участников EIBA находится 80% европейского рынка электроинсталляционных устройств.

Кроме разработки стандартов и норм EIBA осуществляет контроль качества и совместимости продукции различных производителей, координацию сбытовой и рекламной политики фирм, имеющих право на использование знака KNX/EIB. Продукция EIB распространяется под несколькими торговыми марками, наболее известными являются instabus®, ABB i-Bus®.

Таким образом, использование системы KNX/EIB позволяет избежать зависимости клиента от одного производителя.

Система KNX/EIB эффективна для объектов самого различного назначения. Частные дома и квартиры, банки и офисы, гостиницы и спортивные сооружения, больницы, административные здания и промышленные предприятия - повсюду система KNX/EIB позволяет найти самое оптимальное решение проблем энергоснабжения.

Ранее функции управления, мониторинга и контроля обеспечивались в основном в каждой из автономных систем. Сегодня система KNX/EIB берет на себя выполнение всех основных функций управления инженерными системами.

Шинный кабель (витая пара) прокладывается параллельно с силовым и объединяет все электрические устройства здания. Это позволяет:

• Снизить сложность и затраты проектирования и прокладки кабельных систем здания до 60% по сравнению с обычными инсталляциями. Теперь задачей кабельных систем является только подвод питания непосредственно к потребителям. Сокращается время монтажа, уменьшается риск возникновения пожара.
• Увеличивается число выполняемых функций и обеспечивается большая гибкость. Расширение системы и изменение функций достигаются простой перестановкой, добавлением или перепрограммированием компонентов системы.
• Система становится более простой для понимания, а значит более легкой в обслуживании и модернизации.

Шинный кабель выполняет две задачи:

1. Cоединение шинных устройств и передача информации
2. Электропитание большинства шинных устройств

Т.к. все шинные устройства имеют собственную логику, то нет необходимости в наличии централизованного устройства управления системой.

Преимущества KNX/EIB:

• Высокая безопасность;
• Экономия электроэнергии в процессе эксплуатации здания;
• Возможность адаптации инсталляции в соответствии с изменяющимися требованиями Заказчика;
• Высокий уровень удобства в эксплуатации и разработке.

Компоненты системы KNX/EIB

Условно систему KNX/EIB можно поделить по функциональному назначению на следующие компоненты:

1. Источник питания.

Для питания слаботочных устройств и поддержания потенциала на шине EIB используются специальные источники питания с интегрированным дросселем. Источник питания системы EIB имеет номинальный ток нагрузки 640 мА и способен обеспечивать работу до 64 компонентов системы. Источник питания монтируется в распределительном шкафу на DIN-рейку с возможностью визуального доступа к индикаторам, отображающим состояние источника питания.

2. Входные устройства - сенсоры.

Эта группа компонентов системы EIB весьма многочисленна. Входные устройства / сенсоры имеют различное исполнение: для скрытого монтажа; для монтажа в нишах и межпотолочных пространствах; для монтажа на DIN-рейке. Одно-, двух-, трех, четырех-, и пятиклавишные сенсорные выключатели для скрытого монтажа позволяют осуществлять из помещения ручное управление освещением (включить, выключить, регулировать яркость) и жалюзи (поднять, опустить, регулировать положение ламелей). Инфракрасные приемники позволяют осуществлять те же функции с помощью пульта дистанционного управления. С помощью терморегулятора можно управлять системами отопления в помещении. Применение датчиков движения позволяет экономно расходовать электроэнергию, например, включая освещение в коридоре или на лестнице только тогда, когда это необходимо.

Система KNX/EIB располагает входными устройствами следующих типов:

• Бинарный вход 230 В
• Бинарный вход 24 В
• Аналоговый вход 0/4 - 20 мА 0 - 10 В

С помощью этих устройств к системе EIB можно подключать обычные электрические выключатели, кнопки и датчики. Это могут быть датчики движения, протечки, температуры, освещенности, силы ветра, измерители силы тока и т.д. Входное устройство при получении сигнала от датчика формирует телеграмму.

Существуют EIB датчики, которые не требуют использования входного устройства и отправляют телеграммы самостоятельно.

Для подключения всех сенсоров к шине KNX/EIB необходимо специальное устройство - шинный соединитель. Шинный соединитель устанавливается в стандартную коробку для скрытого монтажа и превращает физическое воздействие (например, нажатие на клавишу) в телеграмму. Шинный соединитель является универсальным и используется со всеми типами сенсоров для скрытого монтажа.

К входным устройствам / сенсорам относятся также всевозможные программируемые таймеры, устанавливаемые, как правило, на DIN - рейку.

Входные устройства / сенсоры системы KNX/EIB состоят обычно из нескольких входных устройств, объединенных в одном корпусе (входные устройства могут быть 2-х канальными, 4 - х канальными и т.д.).

3. Активаторы - выходные устройства.

Выходные устройства системы KNX/EIB различаются по коммутируемой мощности и по способу управления нагрузкой. Выходные устройства / активаторы могут монтироваться в нишах, коробах и межпотолочных пространствах или на DIN - рейке.

Простейшие активаторы могут только включать и выключать нагрузку. Более сложные устройства могут регулировать ток, отдаваемый в нагрузку. Такие активаторы могут регулировать яркость любого типа ламп - от ламп накаливания до люминесцентных ламп с электронными балластами.

Отдельную группу активаторов составляют устройства, управляющие жалюзи и ролльставнями.

Выходные устройства / активаторы системы KNX/EIB состоят обычно из нескольких выходных устройств, объединенных в одном корпусе ( выходные устройства могут быть 2-х канальными, 4-х канальными и т.д.). выпускаются также устройства, сочетающие входные и выходные функции.

4. Устройства объединения линий и сегментов.

Для объединения нескольких линий в сегмент и нескольких сегментов в систему KNX/EIB используются устройства, называемые линейные и сегментные соединители. Основная задача этих устройств - гальваническое разделение линий и сегментов, т.е. короткое замыкание в линии выведет из строя только эту линию, остальные будут защищены от повреждения.

Кроме этого соединители хранят таблицу адресов и выполняют функцию фильтров при обмене информацией между компонентами системы.

5. Устройства связи с другими информационными системами и сетями.

Система KNX/EIB может работать самостоятельно, без связи с компьютером. Однако для програмирования компонентов системы необходимо подключение к IBM - совместимому компьютеру. Такое подключение осуществляется через интерфейс RS – 232 или через интерфейс USB, которые обеспечивают сопряжение с шиной KNX/EIB.

EIB-система открыта для взаимодействия с любой другой системой. Системная линия, как в принципе и любая другая, может быть подключена при помощи шлюза к любой другой системе, например SPS, ISDN, Internet и т.д. Шлюз осуществляет двустороннюю трансляцию протоколов различных систем.

Части одной инсталляции могут быть соединены при помощи волоконно-оптической линии связи (ВОЛС). При этом появляется возможность геометрического расширения инсталляции.

Топология системы

Система KNX/EIB имеет иерархическую структуру. Нижним звеном системы является линия. В простейшей конфигурации линия состоит из источника питания с дросселем, сенсора и активатора. Электроснабжение компонентов EIB системы осуществляется от источника питания постоянного напряжения 29 В.

Линия может содержать до 64 компонентов. С помощью линейных усилителей количество компонентов в линии может быть увеличено до 256, однако на стадии проектирования следует ограничивать количество компонентов в одной линии (примерно 45-50 компонентов). Это упростит дальнейшее расширение и совершенствование системы.

Максимальная длинна линии не должна превышать 1000 м, причем расстояние между двумя компонентами не должно превышать 700 м, а расстояние между источником питания и компонентом не должно превышать 350 м. Если питание линии обеспечивается двумя источниками питания, то расстояние между ними должно быть не менее 200 м.

До 15 линий могут быть объединены в сегмент. Для этого используются линейные соединители. Линии, входящие в сегмент, соединяются нулевой или главной линией. Требования к длине данной линии такие же, как и для обычных линий.

С помощью линейных соединителей до 15 сегментов могут объединяться в систему. Требования к длине линии, объединяющей сегменты в систему, такие же, как и для обычных линий.

Таким образом, система KNX/EIB может состоять объединять более 64000 устройств.

Адрес компонента системы KNX/EIB

Каждый компонент системы KNX/EIB имеет физический адрес, который определяет местоположение компонента в системе и состоит из последовательности цифр, разделенных точкой. Первая цифра или группа цифр обозначает сегмент, вторая цифра или группа цифр - линию, третья цифра или группа цифр - компонент. Например, адрес 6.11.38 принадлежит тридцать восьмому компоненту одиннадцатой линии шестого сегмента.

Физический адрес компонента хранится в ПЗУ компонента и при необходимости может быть изменен. Логический адрес как бы связывает между собой компоненты системы (например, сенсор и активатор).

При проектировании с помощью программного обеспечения ETS существует возможность выбора любого логического (группового) адреса из 16 главных групп, каждая из которых содержит 2048 подгрупп.

Главные группы можно разделить по функциональному признаку, т.е. управление освещением, жалюзи, отоплением, вентиляцией и т.д.

Телеграмма

Телеграмма содержит в себе информацию, которой обмениваются между собой компоненты системы KNX/EIB. Телеграмма представляет собой последовательность сигналов "0" или "1" (двоичный код), и содержит несколько информационных полей (например Поле адреса, поле приоритета, поле команды), т.е. телеграмма содержит в себе следующую информацию:

• каким компонентом она послана;
• какому компоненту (или группе компонентов) предназначена;
• количество повторов;
• приоритетность;
• задание, которое должно быть выполнено и т.д.

Скорость передачи данных составляет 9600 бод, т.е. время передачи одного бита информации составляет 140 мксек.

Чтобы исключить коллизии при обмене сообщениями используется протокол доступа к шине CSMA/CA (carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance).

Программное обеспечение ETS (EIB Tool Software)

Программное обеспечение ETS используется для проектирования EIB системы, программирования компонентов (задания физических и логических адресов, определение выполняемых компонентами функций) и ввода системы в эксплуатацию. Программное обеспечение ETS является совместимым с операционной системой Windows и имеет аналогичный интерфейс.

Наличие единого программного обеспечения ETS, независимого от производителей оборудования, является одним из важных компонентов успеха KNX/EIB.

Заказчику "Умного дома" нет необходимости приобретать программное обеспечение ETS и учиться с ним работать, т.к. это инструмент для инсталлятора. Но, если Вы захотите самостоятельно перепрограммировать свою систему "Умный дом", то, конечно, можете это сделать. 

И, несмотря на это, мы считаем что логичнее и дешевле доверить поддержку Вашей системы "Умный дом" профессионалам.

С направлениями и примерами использования KNX/EIB систем Вы можете детально познакомится на других страницах нашего сайта.