KNX: надежная система в современных зданиях
Dr. Wen Wu/ MWEU Product Manager
KNX for modern building
В последние годы спрос на комфорт и универсальность в жилых или коммерческих помещениях быстро растает. Обеспечение данных запросов подразумевает сложную систему управлентия помещениями, охватывающую интеллектуальное управление, низкое энергопотребление, высокий уровень безопасности. В прошлом такая система была довольно сложной с точки зрения электропроводки, поскольку для каждой функции устройства требовался свой кабель управления, как показано на рисунке 1. Большое скопление проводов могло привести к риску возникновения пожара, поэтому для более удобного соединения контроллера, сенсора и актуатора была разработана KNX система. Система KNX использует только двухпроводную монтажную шину, преднпзначенную для передачи сигналов между устройствами параллельно сетевому проводу 230 В переменного тока. Система KNX может значительно сократить нагрузку на электропроводку в здании и снизить риски возникновения пожара.
vs. 
Рисунок 1 Традиционная система (слева) и система KNX (справа)
Power Supply for KNX Bus
Система KNX может быть не только простой для нескольких устройств, но и расширенной до сложной системы для использования с сотнями устройств. В обоих случаях для питания шины KNX требуется источник питания KNX. Почему же именно источник питания KNX необходим для шины KNX, и его нельзя заменить обычным импульсным источником питания? Согласно первому сценарию мы имеем простую систему с двумя устройствами (настенный выключатель и актуатор для управления жалюзи) на шине KNX, показанной на рисунке 2. В случае, если пользователь нажимает кнопку, чтобы управлять жалюзи, оказывается, что эта система не работает. Цифровая команда от кнопки не может быть передана на актуатор для управления жалюзи просто потому, что на шину KNX не подается питание. Рассмотрим второй сценарий. В существующию шину добавляем 30 В постоянного тока. Теперь кнопка может передавать сигнал, так называемый активный импульс, на шину. Тем не менее, исполнительный механизм по-прежнему не может получать и дальше реагировать на него, поскольку этот сигнал не является полноценным KNX сигналом. В третьем сценарии в систему добавлен блок питания KNX со встроенным дросселем. Когда кнопка передает активный импульсный сигнал на шину, источник питания KNX немедленно реагирует на импульс выравнивания благодаря встроенному дросселю. Затем активный импульс и импульс выравнивания объединяются для получения правильного сигнала, представляющего «0» в цифровом формате. Объединенный колебательный сигнал должен быть завершен в течение 104 мкс, что эквивалентно 10 кГц, с последующей другой объединенной формой сигнала для «0» или без формы сигнала (всего 30 В пост. тока ) для «1» в следующие 104 мкс. Так,& amp; последовательная нумерация («0» , «1») представляет фактическую функцию / команду от кнопки до целевого исполнительного механизма системы затемнения. В данном случае система KNX работает правильно. Другие устройства KNX, например, освещение, отопление, система винтиляции, безопасности и т. д., имеют такой же принцип работы на той же шине. Каждое устройство KNX потребляет 10 мА от источника питания для передачи и приема сигнала по шине. Если источник питания KNX рассчитан на 640 мА, это означает, что максимально допустимое количество устройств на шине составляет 64 шт. Таким образом, блок питания KNX со встроенным дросселем необходим для поддержания нормальной работы KNX системы.
Рисунок 2 Сценарий 1: шина не подключена (слева); Питание от шины, но не от источника питания KNX (в центре); Полноценная и работающая система шины KNX, которая отправляет правильный цифровой сигнал «0» & amp; Команда «1» для связи (справа)
KNX Actuator
Актуатор KNX преобразует команды, полученные от датчиков, автоматических переключателей или таймеров, в действия и формирует интерфейс между системой KNX и устройствами, обычно используемыми для освещения, жалюзи и обогрева. & NBSP; В настоящее время , основной и наиболее экономичным решением является актуатор с механическим реле, для подключения или отключения любых нагрузок, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 Компактный (4 стандарт) KNX актуатор с 8 реле
Реле хорошего качества гарантирует высокую надежность актуаторов, используемых в системе автоматизации зданий KNX. Стандард EN60669-1: Выключатели для бытовых и аналогичных стационарных электрических установок - Общие требования является определяют производительность и выносливость реле.
Часть 19.1 стандарта EN60669-1 определяет нормальную работу реле, которое предназначено для подключения номинальной нагрузки cos Ɵ = 0,6 для выполнения не менее 40000 операций. Типичный номинальный ток равен 16А или 10А в зависимости от цели применения.
Обозначение AX характеризует (емкостную) нагрузку флуоресцентного освещения. Тест с 140 мкФ является минимальным требованием и должен проводиться не менее чем на 10000 операций. Актуаторы от MEAN WELL дополнительно тестируются до 220 мкФ в верхних пределах стандарта EN60669-1, часть 19.2. Поскольку светодиодный драйвер еще не регулируется в EN60669-1, он считается емкостным типом нагрузки из-за схемотехники обычного светодиодного драйвера. В результате часть 19,2 может быть применена к светодиодным драйверам с нагрузкой для реле KNX актуатора.
Другой стандарт EN 60947-4-1: Контакторы и пускатели двигателей. Электромеханические контакторы и пускатели двигателей также используются в актуаторе KNX. Тесты предназначены для имитации типичного применения, например, нагрузки двигателя (промышленные) или люминесцентных ламп (для жилых помещений). Спецификции AC1 и AC3 содержат требования к рабочим характеристикам переклбчателей для промышленных целей.
В KNX системе обычно используются следующие обозначения стандарта EN 60947-4-1:
АС1 - неиндуктивная или слегка индуктивной нагрузка, печи сопротивления (относится к переключению резистивных нагрузок, cos Ɵ = 0,8)
AC3 - короткозамкнутый двигатель: запуск или отключение во время работы (относится к (индуктивной) нагрузке двигателя, cos Ɵ = 0,45)
AC5a - переключение электрического разряда ламп
AC5b - переключение ламп накаливания
Вышеуказанные условия должны пройти не менее 6000 операций.
Size matter
Все устройства KNX, включая источники питания, устройства ввода и актуатор, как правило, устанавливаются в распределительном шкафу внутри здания. Типичный пример шкафа показан на рисунке 4. Размер для монтажа KNX должен быть разработан в соответствии со стандартом DIN 43880 для обеспечения единообразия при установке. Ширина устройства KNX определяется одним или несколькими стандартными блоками (SU), каждый отдельный блок не должен превышать 18 мм. ИП KNX с 640 мА имеет 4 блока шириной 54 мм или более, тогда как источник питания KNX 1280 мА имеет 6 блоков шириной 108 мм или более. Продукты KNX от MEAN WELL с тонким дизайном , например ИП с 3 блоками для 640mA и 4 блоками для 1280mA, позволют установаить в шкафу еще больше KNX устройств.
Рисунок 4 Распределительный шкаф с двумя рядами и 12 блоками, с установкой автоматического выключателя и устройств KNX.