dnes je 7.12.2022

Input:

Podpora komunikace

1.4.2016, , Zdroj: Verlag Dashöfer

13.4.3 Podpora komunikace

Ing. Josef Kunc

K tomu, aby snímače, akční členy i kontroléry mohly vzájemně spolehlivě komunikovat a tím plnit do nich nahranými aplikačními programy stanovené úkoly, KNX systémová instalace musí obsahovat nejen potřebnou sběrnici, ale také další prvky důležité pro bezproblémovou činnost. Zcela nezbytným vybavením každé KNX instalace jsou napájecí zdroje, ve středních a větších instalacích také prostředky pro přenos informací mezi jednotlivými částmi instalace a prostředky pro zajištění komunikace mezi PC pro programování a KNX instalací. Souhrnně tuto skupinu zařízení, plnících až zcela odlišné úkoly, můžeme nazvat systémovými přístroji.

Konkrétní vybavení systémovými přístroji závisí na konfiguraci instalace a na přenosovém médiu využívaném v dané KNX instalaci. Pro jakou konfiguraci (pro jaký způsob vytváření vazeb a nastavování parametrů) je určen konkrétní přístroj, je vždy uvedeno na jeho výrobním štítku. Dosud jsou přístroje KNX vyráběny a dodávány především pro KNX systémový režim (režim S), pro jehož zprovoznění je nezbytné použití softwaru ETS. Ten je určen především pro rozsáhlejší instalace, ale také pro zcela malé instalace, avšak s požadavkem na vysokou úroveň komfortu při řízení a na vazby zabezpečující přídavné úspory energií.

Každý programovatelný KNX přístroj obsahuje ve svém aplikačním programu objekty se standardizovanými typy datových bodů (DPT), jak již bylo naznačeno v části „Struktura TP telegramu”. Pro názornost uveďme zajištění komunikace mezi komunikačními objekty tlačítkového snímače a akčního členu při spínání a stmívání svítidla (obr. 1). V naznačeném příkladu při krátkém stisku tlačítka je sběrnicovou spojkou tlačítkového snímače generován telegram obsahující skupinovou adresu 1/1/1 a jednobitový příkaz k sepnutí (hodnotu „1” pro zapnutí nebo hodnotu „0” pro vypnutí) jako důsledek činnosti komunikačního objektu č. 0 - spínání. Přijímající akční člen vybavený touže skupinovou adresou 1/1/1 přiřadí příslušnou hodnotu rovněž jednobitovému spínacímu komunikačnímu objektu. Po zpracování došlého příkazu se upraví provozní stav výstupu akčního členu na polohu zapnuto (při příkazu k zapnutí) nebo do provozního stavu vypnuto – při příkazu k vypnutí.

Obr. 1: Znázornění komunikačních objektů snímače a akčního členu

Při reakci na dlouhý stisk bude odeslán telegram znamenající start stmívání, po uvolnění tlačítka pak telegram značící stop stmívání. V tomto případě mezi sebou komunikují shodnou skupinovou adresou provázané 4 bitové komunikační objekty snímače a akčního členu. Během nastavování parametrů tlačítkového snímače můžeme nastavit časovou hranici mezi krátkým a dlouhým stiskem. Kromě toho, parametry stmívacího akčního členu nabízí možnost nastavení rychlosti stmívání. Aplikační program akčního členu navíc obsahuje jednobytový komunikační objekt, z něhož můžeme např. do vizualizace obdržet hodnotu (0 až 100%), na jakou je výstup stmívače nastaven. Pomocí tohoto objektu je rovněž možné příchozím jednobytovým příkazem nastavit výstup podle potřeby.

KNX přístroje mohou být koncipovány pro jednoduchou práci (režim činnosti „E”, s jednoduššími funkcemi, s velmi malou možností nastavování parametrů) s manuálním přiřazováním funkcí mezi akčními členy a snímači. Není zapotřebí použití programovacího softwaru, postačí vzájemné přiřazení přístrojů např. stisky tlačítek apod.

Práce s přístroji KNX pro režim činnosti „S” předpokládá certifikované projektanty a pracovníky zprovozňující programovatelné instalace. Veškeré nastavování parametrů KNX přístrojů je možné prostřednictvím softwaru ETS, do něhož jsou nahrána data (aplikační programy) použitých přístrojů.

Napájecí zdroje

V KNX TP instalacích se neobejdeme bez těchto prvků. Všechny sběrnicové spojky na společném liniovém segmentu jsou po sběrnici plně nebo částečně napájeny ze společného napájecího zdroje.

Výrobci nabízejí většinou tři velikosti napájecích zdrojů: s výstupním proudem 160 mA, 320 mA a 640 mA. Hodnota výstupního napětí těchto nestabilizovaných napájecích zdrojů se může pohybovat od 27 do 31 V, typickou hodnotou udávanou výrobci je 29 V DC. V závislosti na počtu KNX přístrojů připojených k liniovému segmentu a na jejich proudovém odběru potom projektant vybírá vhodný typ zdroje. Pokud tyto zdroje nejsou vybaveny sběrnicovou spojkou a elektronickými obvody zajišťujícími měření výstupního napětí a proudu a dalšími diagnostickými údaji odesílanými na sběrnici, nepočítají se do počtu přístrojů v daných liniových segmentech.

Základním typem napájecího zdroje je přístroj s výstupním proudem 640 mA, který je také nejčastěji používaným a to i v případech, kdy by mohl vyhovět zdroj s nižším výstupním proudem. Je to především proto, že při možném budoucím doplňování instalace o další přístroje by bylo nutné vyměnit zdroj s ohledem na vyšší proudový odběr. Běžně se uvažuje s průměrným proudovým odběrem na jeden KNX přístroj 10 mA, proto pro maximálně 64 přístrojů na jednom liniovém segmentu se počítá s celkovým odběrem až 640 mA. Ve skutečnosti se ovšem proudový odběr jednotlivých přístrojů může měnit v závislosti na tom, zda je přístroj pouze v režimu odposlechu telegramového provozu na sběrnici anebo v režimu pracovní činnosti. Například spínací akční člen, u něhož jsou ze sběrnice napájena i spínací výstupní relé pro spínání výstupů, má při činnosti výrazně vyšší odběr, než v klidovém režimu.

Všechny napájecí zdroje jsou napájeny ze sítě 230 V AC a obsahují připojovací svorky L, N a PE. Přestože KNX TP sběrnice a všechny prvky k ní připojované musí vyhovovat požadavkům na soustavu bezpečného malého napětí SELV, tzn., že se nesmí uzemňovat, svorka PE napájecího zdroje musí být připojena k ochrannému obvodu (stejně jako uzemňovací vodič na svodiči přepětí). Zde je nutné poznamenat, že tyto zdánlivé „prohřešky” proti soustavě SELV nejsou ve skutečnosti závadami, protože pro KNX je soustava SELV takto definována.

A proč je zdroj vybaven svorkou PE? Výstup napájecího zdroje je totiž připojen k této svorce přes velkou svodovou impedanci, která zajistí svedení případných statických nábojů na uzemnění. Důležitější je totiž ochrana velmi citlivých elektronických obvodů v KNX přístrojích na sběrnici před poškozením statickými náboji, než trvání na „čistotě” soustavy SELV.

Pro napájení účastníků na sběrnici mohou být použity i tzv. decentralizované napájecí zdroje, které mohou být dimenzovány na výstupní proudy 20 mA, 40 mA nebo 80 mA – příklad na obr. 2.

Obr. 2: Možné řešení modulu decentralizovaného napájecího zdroje 80 mA

Takovéto napájecí zdroje jsou integrálními součástmi nebo přídavnými moduly některých účastníků na sběrnici. Napájí tedy tohoto účastníka a mohou napájet celkem 1 až 7 dalších účastníků. Potřebnou energii odebírají ze sítě 230 V AC. Znamená to, že tyto decentrální napájecí zdroje mohou být určené pro montáž na nosné lišty v rozvaděčích. Nesmí být překročen celkový počet 8 decentralizovaných napájecích zdrojů na liniovém segmentu, proto jejich výrobci musí zajistit možnost jejich vypínání – nejlépe prostřednictvím aplikačního softwaru. Použití mechanických spínačů se jeví nevhodným, protože v případě zdrojů integrovaných do rozvaděčových přístrojů by nebylo možné zabránit úmyslnému či neúmyslnému zapnutí jejich vyššího počtu.

 Typ napájecího zdroje 
Délka kabelu sběrnice Počet decentralizovaných napájecích zdrojů Centrální napájecí zdroj 
 1 2 3 až 8  
Maximální celková délka 350 m 700 m 1000 m 1000 m 
Maximální vzdálenost mezi dvěma účastníky 350 m 700 m 700 m 700 m 
Maximální vzdálenost účastníka od napájecího zdroje 350 m 350 m 350 m 350 m 
Minimální vzdálenost mezi dvěma napájecími zdroji na společném segmentu Není předepsána žádná minimální vzdálenost mezi dvěma decentralizovanými napájecími zdroji ani mezi decentralizovaným a centrálním napájecím zdrojem Podle údajů výrobce daného centrálního napájecího zdroje 

Tab. 1: Délky sběrnice a vzdálenosti mezi KNX přístroji

Příklad současného řešení centrálního napájecího zdroje 640 mA je na obr. 3. Zdroj je na výstupu opatřen tlumivkou s dostatečně vysokou impedancí, postačující k zabránění vysokému útlumu telegramů (napěťových pulsů) na filtračních kondenzátorech zdroje. Přitom před tlumivkou ve zdroji musí být elektrolytický kondenzátor o značně vysoké kapacitě, postačující k tomu, aby v případě výpadku síťového napájení klesalo výstupní napětí dostatečně pomalu – aby se po dobu přibližně 200 ms nesnížilo až na nulu. Je-li napětí udrženo po tuto dobu, provoz na sběrnici nebude přerušen v případě situace, kdy systém opětovného zapínání na sítích vn a vvn po zkratu způsobeném např. atmosférickým výbojem znovu zapíná právě v době nepřekračující těchto 200 ms. Teprve v případě dále trvajícího zkratu na vedení vn nebo vvn je dodávka elektrické energie přerušena na delší dobu.

Obr. 3: Centrální napájecí zdroj 640 mA

Obr. 4: Napájení dvou linií z jednoho zdroje

Napájecí zdroj 640 mA obsahuje dva výstupy 29 V DC. První z nich je opatřen sběrnicovou svorkovnicí a je hlavním vývodem pro napájení sběrnice. Druhý vývod 29 V DC s pomocnou svorkovnicí je připojen ještě před tlumivkou a je určen pro vytvoření druhého napájecího zdroje s využitím přídavné tlumivky. To je možné řešení pro napájení dvou liniových segmentů, které obsahují nižší počty přístrojů – obr. 4. To znamená, že výrobci mají v nabídce také tlumivku pro naznačený účel. Zde je opět vhodné poznamenat, že jen v málokterých případech se toto řešení prakticky využívá. Běžným je použití

Nahrávám...
Nahrávám...