Zgradarstvo
0

KNX1 – Pogled odozgo – mogućnosti ili čemu sve to

Uvod

Pristup KNX elementima može biti:

  • pogled u jedno rješenje „odozgor“, s naglaskom čemu sve to služi
  • pogled “odozdo” u pojedinačne komponente i logiku KNX busa

O projektnom zadatku

Sudjelovali smo u razradi svjetlotehničkog rješenja poslovnog dijela zgrade. Odabrana su rasvjetna tijela:

  • LED Panel, Serije Lano Quadro M600 dimmable – 48W, 3800lm, 4000K- LID13056,
  • Lumo Round LED Downlight, 24W, 1550 lm, IP44, 4000K- LID12977.

Na slikama 2. i 3. su prikazani detalji razrade svjetlotehničkog rješenja jedne tipične uredske prostorije i prezentacijskog prostora u objektu.

2016-02-17_15-53-08
Slika 2. Svjetlotehničko rješenje uredske prostorije

 

2016-02-17_15-53-35
Slika 3. Svjetlotehničko rješenje prezentacijskog prostora

 

Projekt zahtjeva integraciju sustava upravljanja rasvjetom, grijanjem i hlađenjem te upravljanja roletama. Integracija cijelog sustava zamišljena je primjenom KNX elemenata.

Realizirani sustav odlikuje se i rezervnim načinom upravljanja. To znači da u slučaju ispada KNX elementa, sustav radi u ručnom modu. Da bi to postigli u svakoj prostoriji ugrađena su i obična tipkala za svjetla i rolete, kao i posebni ventili podnog grijanja. Svaki senzor ili tipkalo (izvan razvodnog ormara) daje komandu svom upravljačkom uređaju – aktuatoru (u razvodnom ormaru), a koji prema programu u sebi upravlja trošilima (izvan ormara). Karakterističan dio rješenja je prikazan na slici 4.

2016-02-17_15-53-58
Slika 4. Instalacijski razvodni ormar s KNX komponentama

 

KNX Senzori i KNX tipkala povezani su s KNX aktuatorima pomoću KNX kabela 2x2x0,8mm;  SCHRACK XC15400109. Osim kabela u povezivanju KNX senzora i tipkala izvan ormara i KNX aktuatora u ormaru bitne su i sabirničke sustavne komponente, a to su linijski spojnik (engl. LC – Line coupler ) SCHRACK KXIK00RK , izvor napajanja sabirničke linije (engl.:  PS – Power supply) SCHRACK KXVK64R, IP router, sučelje KNX – Internet  SCHRACK KXIK00RR. Sve su prikazane na slici 5.

2016-02-17_15-54-22
Slika 5. Komponente za povezivanje KNX sustava, kabel SCHRACK XC15400109, linijski spojnik SCHRACK KXIK00RK , izvor napajanja sabirničke linije SCHRACK KXVK64R, IP router, SCHRACK KXIK00RR .

Sučelje čovjek-sustavi i oprema

Nadzor i upravljanje sustavima i komponentama provodi se preko SCADA sustava (engl.Supervisory Control And Data Acquisition). SCADA se često prevodi kao sustav za nadzor, upravljanje i prikupljanje podataka. Upravljanje i nadzor nad opremom je izvedeno na dvije upravljačke razine.

Prva razina nadzora i upravljanja se odnosi na cijelu zgradu (upravljanje i nadzor svih prostorija). Takav kompletan nadzor cijelog objekta ponekad se naziva još i CNUS – centralni nadzorno upravljački sustav. U pravilu uvid i pravo rukovanja sa SCADA sustavom cijelog objekta ima samo nekoliko ovlaštenih osoba.

2016-02-17_15-54-43
Slika 6. Primjer SCADA zaslona jednog kata objekta.

 

Druga razina upravljanja i nadzora opremom odnosi se na korisnike svake prostorije.

Na svakom računalu u svakoj prostoriji postavljena je tako i mini SCADA, kojom se upravlja svaka prostorija posebno. Lokalno upravljanje ima niži prioritet od centralnog upravljanja, što može imati za posljedicu da mijenjane nekih postavki može biti ograničeno.

2016-02-17_Slika 7
Slika 7. Primjer zaslona „mini“ SCADAe na osobnim računalima u sobi.

 

Pomoću obje SCAD-e u svakom trenutku se vidi da li je svjetlo upaljeno ili ugašeno, da li klima radi, da li su rolete spuštene ili dignute, koja je temperatura u sobama i slično. Pomoću ovih SCAD-a moguće je i mijenjati sve podesive parametre lokalno ili s udaljenog računala preko interneta.

U svakoj sobi se neizostavno nalazi i jedan zidni upravljački panel na kojemu se postavljaju i očitavaju vrijednosti grijanja i hlađenja sobe, a preko tipkala na panelu se pale i gase svjetla ili dižu i spuštaju rolete. Upravljački panel upravlja i klima jedinicom u sobi: upravlja se brzinom puhanja, paljenjem i gašenjem klime i pomakom krilca klime. Služenje panelom omogućuje korisnicima sobe potpunu upravljivost parametara sobe, a bez bilo kakve primjene i korištenja SCADA-e.

2016-02-17_15-55-19
Slika 8. Upravljački panel smješten na zidu svake sobe.

 

Upravljanje rasvjetom

Intenzitet rasvjete se može podesiti ručno na fiksnu vrijednosti i ona se može mijenjati po potrebi.

Osim ručnog načina upravljanja rasvjetom može se primijeniti i CLC (engl.Constant light control) postupak. CLC znači održavanje zadane razine rasvijetljenosti u sobi. Mjeri se trenutna rasvijetljenost sobe i dodaje se onoliko umjetne rasvjete koliko je potrebno da se postigne zadana rasvijetljenost sobe. Kada se željena razina rasvijetljenosti u sobi postigne, tada se razina umjetne rasvjete dalje ne mijenja. I tako sve do neke promjene rasvijetljenosti sobe, recimo dolaska oblaka čime će se smanjiti rasvijetljenost sobe pa će sustav stoga sam povisiti razinu umjetne rasvjete.

2016-02-17_15-55-35
Slika 9. Mogućnosti i postavke upravljanja rasvjetom.

 

U svakoj sobi se može podesiti način rada rasvjete. Zaslon za postavke sobe ima dva dijela, dio za namještanje postavki i dio za očitanje stanja u sobi.

Dio za namještanje postavki omogućuje:

  • izbor da li upravljanje rasvjetom koristi informaciju iz senzora svjetlosti
  • izbor da li upravljanje rasvjetom koristi informaciju iz senzora pokreta
  • upis vremenskog zatezanja trajanja rasvjete po zadnjem pokretu
  • upis željene razine rasvijetljenosti u luxima (CLC setpoint)
  • upis razine pri umjeravanju senzora rasvijetljenosti.

Dio za očitanje stanja sobe pokazuje:

  • postotak aktiviranog intenziteta umjetne rasvjete (64% od 100%)
  • stvarno postignutu razinu osvijetljenosti (483 lux od željenih 458 lux)
  • internu vrijednost signala razlike postavne i stvarne vrijednosti, nakon filtera i histereze
  • prikaz CLC statusa, tj. da li je uopće uključen regulator  rasvijetljenosti tj. CLC postupak
  • prikaz dimmer ON/OFF statusa, tj. da li je dimmer uključen.

Jedna od glavnih karakteristika sustava je da se prisutnost zaposlenika u prostoriji nadzire pomoću pokreta miša i senzora prisutnosti. Sve dok  zaposlenik radi na računalu svjetlo i klima se ne gase. Nakon prestanka aktivnosti u prostoriji svjetlo i klima se gase u zadanom vremenu.

Za praćenje razine rasvijetljenosti u sobi je ugrađen senzor rasvijetljenosti i senzor prisutnosti. Izvedbeno, oba senzora su u istom kućištu.

SCHRACK ESP427404.

2016-02-17_15-55-56
Slika 10. Senzor rasvijetljenosti i senzor prisutnosti SCHRACK ESP427404.

 

U prostorijama se nalazi i do 3 grupe rasvjete. Svaka grupa ima svoj senzor rasvijetljenosti i prisutnosti. Svaka grupa rasvjete pojedinačno se upravlja nekom od kombinacija (tipkala i senzora).

Intenzitet umjetne rasvjete postavlja se dimmerom. U aplikaciji je korišten dimmer SCHRACK KXDH01R5. On je izabaran jer je sukladan s izabranim rasvjetnim tijelom – LED panelom. Rasvjetno tijelo omogućava tzv. fazno dimanje (o tome više drugi puta) koje ovaj dimmer može podržati. Izabrali smo inačicu od 500W jer nam prosječna snaga grupe rasvjete u jednoj sobi iznosi 300W, pa bi s inačicom od 300W bili na samoj granici snage što bi se moglo odraziti na pouzdanost. Ujedno vrlo važno je pripaziti i na minimalnu snagu nekog faznog dimmera jer ako rasvjetno tijelo troši manje od minimalne snage dimmera, rasvjetno tijelo će nepravilno svijetliti na minimalnim intenzitetima. To se pak očituje kao treperenje, nemogućnost gašenja itd. U našim primjeru rasvjetna grupa u sobi ima na minimumu rasvjetnog intenziteta snagu veću od 20W, a koliko je minimalna snaga trošila dimmera prema podacima dimmera.

2016-02-17_15-56-11
Slika 11. Dimmer KXDH01R5

 

Izuzetno je važno obratiti pažnju prilikom definiranja rasvjetnog tijela da je izbor predspojne naprave rasvjetnog tijela već u skladu s budućim načinom „dimanja“ rasvjetnog tijela. Kada investitor zaželi dimanje, to je pravi trenutak da ga se pita što on pod dimanjem zamišlja i želi. To je zato da mu se može objasniti prednosti koje može ostvariti i da se uskladi rasvjetno tijelo i predspojna naprava.

Ovaj dimmer ima mogućnost da se osim preko KNX-a može upravljati i preko uobičajenog vanjskog tipkala, tako da nam nije potrebna elektronika da upalimo svjetlo u sobi, ako nam elektronika iz nekog razloga otkaže. To je važno naglasiti investitoru da mu „svjetlo radi i bez puste pameti i elektronike“.

Izabrani dimmer postoji u verziji master i slave. (Master je 2 puta skuplji od slave-a!). Jedan master prihvaća do 5 slave-ova. Svaki slave ima punu funkcionalnost preko KNX-a. Master – Slave konfiguracija ruši ukupnu cijenu dimanja!

Upravljanje grijanjem

U svakoj sobi osim podnog grijanja postoji i klima jedinica. Sve sobne klima jedince su spojene na centralnu dizalicu topline objekta u takozvani VRF sustav. VRF sustav odlikuje inteligentno upravljanje protokom radne tvari koje jamči individualnu opskrbu svake unutarnje jedinice, bez obzira na položaj i udaljenost pojedine jedinice i  razlika u duljini priključnih cijevi.

Zahtjev investitora može biti da se s jednim sobnim termostatom (bez daljinaca po stolovima) djeluje na temperaturu u sobi bez obzira iz kojeg se izvora grijemo tj. hladimo. Na taj način je rad klima jedinice nezavisan o „ljudskom faktoru“ tj da li je korisnik sobe isključio klimu kada je otišao doma ili nije. Grijanje i hlađenje također reagira na prisutnost ljudi u sobi i na podešene zadane razine temperature sobe. Na slici dolje su prikazane razne mogućnosti postavljanja funkcija termostata preko SCADA-e. Postavljaju se zahtijevane razine temperature grijanja i hlađenja u sobi s ljudima i za napuštenu sobu. Može se izabrati da li će grijanje koristiti informaciju senzora prisutnosti (pir: passive infra red senzor) ili ne. Kako je već rečeno, senzor prisutnosti je integriran sa senzorom rasvijetljenosti.

2016-02-17_15-56-30
Slika 12. Prikaz zaslona SCADAe za podešenje sustava grijanja.

 

Kako imamo dvije vrste grijanja, tako imamo i dvije vrste aktuatora. Jedan koristimo za podno grijanje, drugi koristimo za upravljanje radom klima jedinice.

KNX sustav preko KNX aktuatora dostavlja vanjskoj jedinici sve željene vrijednosti i stvarne temperature pojedinih soba, a vanjska jedinica onda upravlja radom svih sobnih klima jedinica. KNX aktuator za klima sustav smo odabrali od firme Intesis box (specijalizirane tvrtka za komunikaciju s raznim HVAC sustavima).

2016-02-17_15-56-53
Slika 13. Aktuator sustava grijanja.

 

Za podno grijanje koristimo SCHRACK KXHK66RL – standardni aktuator s kojim djelujemo na upravljive ventile sustava podnog grijanja. Izabrani su ventili podnog grijanja koji ako elektronika stane, ostaju potpuno propusni. Na taj način prostor je i u slučaju ispada elektronike topao, a ne hladan!

2016-02-17_15-57-09
Slika 14 Aktuator ventila grijanja SCHRACK KXHK66RL.

Upravljanje roletama

Upravljanje roletama moguće je na nekoliko načina.

Preko KNX tipkala rolete se ručno spuštaju i podižu. U automatskom modu preko KNX-a sustav može sam podizati i spuštati rolete vodeći se informacijama iz senzora postavljenih na fasadi o razini vanjske svjetlosti i vanjske temperature. Tako će se rolete same spustiti ako sunce direktno upada na fasadu pa time „smeta radu u sobi“. Ako je oblačno, rolete će se same podignuti. Ovo zasjenjivanje se provodi samo ako je vanjska temepratura veća od neke razine jer se po zimi upravo želi sunce u radnom prostoru. Po zimi se po noći rolete spuštaju kako bi i rolete bile u funkciji dodatne izolacije zgrade.

Roletama upravlja Integra BM jedinica povezana s KNX sustavom. Ovdje smo u projektu napravili iznimku i ubacili komponentu iz Integra BM sustava iz razloga što smo i u roletama htjeli zadržati redundaciju. Ako je KNX sustav slučajno neispravan, preko običnog tipkala rolete se mogu dizati i spuštati. Na blokovskoj shemi samog aktuatora vidi se da on ima ulaze za tipke za izravno dizanje i spuštanje roleta koje funkcioniraju i kad KNX sustav ne radi. Ovu funkcionalnost nije moguće naći u uobičajenom KNX aktuatoru roleta.

2016-02-17_15-57-34
Slika 15 Aktuator roleta iz Integra Bm sustava.

 

Tu primijetite da će rješenje s Integrom možda poskupiti sustav, ali ako je investitor želi…To naravno ne ide ako se rade ponude po troškovniku 1:1. Ovakvi sustavi se optimalno rješavaju samo ako postoji kontakt i s investitorom (najvažnije), projektantom, konzultantom ili  izvođačem (ne manje bitno), a pri tome se poznaje mogućnost opreme.

 Ako nam redundancija ipak nije važna, odnosno cjenovno nas limitira, onda roletama upravljamo preko KNX aktuatora za rolete SCHRACK  KXJK08RD .

2016-02-17_15-57-52
Slika 16 Aktuator roleta SCHRACK KXJK08RD.

Zaključak

KNX sustav predstavili smo odozgor. Spoznali smo kako se može izvesti integracija sustava grijanja, hlađenja, rasvjete i roleta. Navedene su osnovne značajke tehničkog rješenja. Za svaki sustav nabrojani su osnovni KNX elementi rješenja, ovaj čas bez ulaska u detalje uređaja. U sljedećem nastavku krećemo u upoznavanje tehničkih detalja pojedinih KNX elemenata.

Eugen Zeneral, Tina Križić, Dalibor Srbić, Boris Žerjav

Ukoliko želite ostaviti komentar, morate se prijaviti.
Vezane objave
Izbornik