Co to jest KNX?

KNX to standard opisujący sposób realizacji nowoczesnych instalacji elektrycznych – instalacji z wbudowaną automatyką budynkową, przez wielu zwaną elementem inteligentnego domu. KNX opisuje sposób komunikacji, budowę urządzeń zapewniając jednocześnie wsparcie dla większości, jeśli nie wszystkich światowych norm elektrycznych.

Poradnik projektanta KNX ma za zadanie wskazać pierwszą ścieżkę projektowania instalacji KNX w najprostszy możliwy sposób. Urządzenia dla systemów KNX produkowane są przez kilkuset producentów, bez większych zmian od lat 90. ubiegłego wieku, czyniąc ten standard najbardziej znanym, najstabilniejszym i jedynym, który może pochwalić się tak długą kompatybilnością wsteczną produktów. Jednocześnie KNX to jakość wykonania, mnogość rozwiązań i pewność, że instalacja będzie pracowała długie lata.

Dlaczego KNX?

System KNX jako najbardziej ugruntowany system dla domów inteligentnych na rynku jest świetną bazą do rozbudowy automatyki o peryferyjne podsystemy. Niemal każdy producent związany z automatyką prędzej czy później tworzy narzędzia pozwalające na integrację jego systemu do KNX.

KNX to wielofunkcyjność, modułowość, efektywność energetyczna

KNX jest wielofunkcyjny – każdy moduł może pełnić różne role, a każdy przycisk łączyć w sobie funkcje sterowania oświetleniem, roletami, czy temperaturą, bez konieczności montowania kilku niezależnych przycisków, pilotów i nastawników obok siebie. Dlatego też połączenie uniwersalności instalacji z mnogością dostępnych wersji kolorystycznych i materiałowych przycisków i czujników sprawia, że ten system jest tak lubiany przez architektów i planerów.

Jak wygląda proces instalowania KNX?

Cały proces budowy instalacji inteligentnej można podzielić na kilka podstawowych etapów:

  1. Etap koncepcji – na początek należy ustalić jakie użytkownik ma chęci, co chce osiągnąć poprzez montaż inteligentnych rozwiązań i zrozumieć jego faktyczne potrzeby.
  2. Etap projektowania – w tym momencie do gry wkracza projektant, który w oparciu o koncepcję dobiera sprzęt i optymalizuje zestaw urządzeń do potrzeb klienta. Często na tym etapie wprowadza się kilka nowych pomysłów do systemu oparte o możliwości zaproponowanych urządzeń, a także w przeciwną stronę – rezygnuje się z najmniej potrzebnych pomysłów, jeśli te wiążą się z nieuzasadnionym, dużym wzrostem kosztów.
  3. Etap montażu instalacji to rozprowadzenie okablowania oraz montaż urządzeń w rozdzielnicach, puszkach instalacyjnych i na ścianach lub sufitach.
  4. Ostatnim etapem jest uruchomienie systemu – jego konfiguracja, przygotowanie wizualizacji.

Projektujemy KNX

Krok 1: Magistrala KNX

Przewód EIB KNX

Wszystkie elementy klasycznych systemów KNX, czyli opartych o “zieloną” magistralę KNX TP, czerpią energię z zasilacza magistralnego. W systemie należy przewidzieć minimum 1 zasilacz.

Najważniejsze zasady doboru:

  • Należy stosować przewody magistralne dopuszczone lub certyfikowane przez organizację KONNEX
  • Przewody do zastosowania wewnętrznego:
    • J-Y(St)Y 2x2x0.8
    • J-H(St)H 2x2x0.8 – wersja bezhalogenowa
  • Przewody do zastosowań na zewnątrz:
    • YCYM (PYCYM) 2x2x0.8
    • HCHM 2x2x0.8 – wersja bezhalogenowa

Rola magistrali KNX:

  • Zapewnienie medium zasilającego i komunikacyjnego dla urządzeń KNX

Projektowanie:

  • unikać projektowania w gwiazdę. Zalecana topologia drzewa (rozgałęzienia w dowolnej ilości z dowolnych punktów)
  • w ramach jednej magistrali przyjmować około 50-55 urządzeń
  • maksymalna długość pojedynczej magistrali KNX to łącznie 1000m

Krok 2: zasilanie systemu KNX

Wszystkie elementy klasycznych systemów KNX, czyli opartych o “zieloną” magistralę KNX TP, czerpią energię z zasilacza magistralnego. W systemie należy przewidzieć minimum 1 zasilacz.

Dobór
  • Zaleca się przyjąć 1 zasilacz dla max. 64 urządzeń
  • Liczymy średnio 10mA na każde urządzenie podłączone do magistrali i wybieramy 1 z zasilaczy z typoszeregu:
  • W większych systemach dla zachowania rezerwy przyjmować 1 zasilacz na około 55 urządzeń
Rola zasilacza
  • Zasilenie magistrali
  • Zapewnienie komunikacji między urządzeniami

Projektowanie:

  • Zasilenie przewodem od 3×1,5mm2 do 3×2,5mm2.

Krok 3: dobór elementów wykonawczych do załączania oświetlenia

Każdy obwód oświetleniowy sterowany z KNX wymaga jednego kanału załączającego aktora załączającego KNX o prądzie znamionowym 10 A lub większym. Aktory występują w wersjach 1- i wielokanałowych.

Dobór

Pracując z aktorami z oferty Schneider Electric należy posłużyć się odpowiednio wzorem:

Aby ustalić liczbę aktorów MTN6705-0008 podziel liczbę obwodów oświetleniowych przez 8, a następnie dokonaj zaokrąglenia do liczby całkowitej w górę. Następnie uzyskaną wartość podziel przez 3 i dokonaj ponownego zaokrąglenia.
Następnie, celem ustalenia liczby modułów rozszerzeń MTN6805-0008 podziel liczbę obwodów oświetleniowych przez 8, dokonaj zaokrąglenia do liczby całkowitej w górę, a następnie od wyniku odejmij liczbę aktorów MTN6705-0008.

Rola aktora
  • Sterowanie obwodami oświetleniowymi na zasadzie włącz/wyłącz

Krok 4: dobór modułów wykonawczych KNX do oświetlenia ściemnianego

Aktor ściemniający SpaceLogic KNX 2-kanałowy

Każdy obwód oświetleniowy ściemniany bezpośrednio z KNX wymaga jednego kanału aktora ściemniającego KNX o odpowiednio dobranej mocy.

Dobór

Aby ustalić liczbę aktorów MTN6710-0102 podziel liczbę obwodów oświetleniowych przez 2, a następnie dokonaj zaokrąglenia do liczby całkowitej w górę. Następnie uzyskaną wartość podziel przez 3 i dokonaj ponownego zaokrąglenia.
Następnie, celem ustalenia liczby modułów rozszerzeń MTN6810-0102 podziel liczbę obwodów oświetleniowych przez 2, dokonaj zaokrąglenia do liczby całkowitej w górę, a następnie od wyniku odejmij liczbę aktorów MTN6710-0102.

Rola aktora
  • sterowanie obwodami oświetleniowymi z opcją ściemniania
    • obciążenia rezystancyjne (żarówki, halogeny 230V)
    • obciążenia indukcyjne (transformatory indukcyjne zasilające halogeny)
    • obciążenia pojemnościowe (zasilacze elektroniczne LED)
Funkcje
  • automatyczne rozpoznanie rodzaju obciążenia
  • ochrona przed zwarciem, przeciążeniem, temperaturą
  • miękki start
  • możliwość regulacji krzywej ściemniania
  • scenariusze, sterowanie centralne, blokady, opóźnienia, timer schodowy

Krok 5: dobór rozwiązania do ściemniania przy dużej liczbie opraw ściemnialnych

Kiedy inwestor zamierza zainstalować w domu więcej niż 6 opraw ściemnialnych sugeruję zamienić rozwiązanie z kroku 4 na bramkę DALI i rozciągnąć między lampami dodatkową parę żył. Umożliwi to zastosowanie tańszych ściemniaczy, a także wysterowania lamp, które są fabrycznie wyposażone w stateczniki DALI.

Dobór

Najlepiej przyjąć 1 bramkę DALI na ok. 50 – 55 opraw. Daje to rezerwę na dołożenie opraw na magistrali w przyszłości, jednocześnie zmniejszając obciążenie wbudowanego zasilacza DALI, co wydłuża jego żywotność.

Rola bramki DALI
  • sterowanie cyfrowymi statecznikami opraw oświetleniowych, pasków LED
  • tłumaczenie telegramów KNX na intensywność świecenia, kolor
  • organizowanie opraw w grupy
  • informacja zwrotna o działaniu oprawy, w tym o błędach stateczników lub źródeł światła
Funkcje
  • konfiguracja stateczników z poziomu przycisków na obudowie bramki, przeglądarki internetowej lub ETS
  • sterowanie lamp pojedynczych i w grupach
  • sceny, sekwencje, efekty
  • sterowanie barwą światła białego (ciepła / zimna)
  • rozpoznanie awarii poszczególnych lamp

Krok 6: dobór aktorów wykonawczych do sterowania roletami

Obwody rolet i żaluzji sterowane są zazwyczaj trójprzewodowo (jazda do góry / jazda do dołu / neutralny) i w systemie KNX wymagają na każdy napęd dwóch przekaźników. Aktory występują w wersjach 1- i wielokanałowych.

Dobór

Pracując z aktorami z oferty Schneider Electric należy posłużyć się odpowiednio wzorem:

Aby ustalić liczbę aktorów MTN6705-0008 podziel liczbę obwodów roletowych przez 4, a następnie dokonaj zaokrąglenia do liczby całkowitej w górę. Następnie uzyskaną wartość podziel przez 3 i dokonaj ponownego zaokrąglenia.
Następnie, celem ustalenia liczby modułów rozszerzeń MTN6805-0008 podziel liczbę obwodów oświetleniowych przez 4, dokonaj zaokrąglenia do liczby całkowitej w górę, a następnie od wyniku odejmij liczbę aktorów MTN6705-0008.

Rola aktora
  • Sterowanie obwodami rolet i żaluzji
  • Sterowanie markizami, zasłonami
  • Sterowanie ekranami projektorów
Funkcje
  • podnoszenie, opuszczanie, zatrzymanie, ustawienie pozycji procentowej, obrót lamel, informacje zwrotne o pozycji i lamelach
  • alarmy pogodowe (wiatr, deszcz, temperatura)

Krok 7: Dobór urządzeń do sterowania ogrzewaniem

Aktor grzewczy 6-kanałowy z wbudowanym regulatorem

Pętle grzewcze grzejników, podłóg grzewczych są zbierane w tzw. rozdzielaczach wyposażonych w zawory dla każdej z pętli. Na każdym zaworze można zainstalować napęd zaworu grzewczego, aby móc płynnie regulować temperaturę danego obwodu grzewczego. Pozwala to zarówno na globalne sterowanie temperaturą, jak i strefowe, w którym każde pomieszczenie lub większa strefa może mieć ustawioną niezależną temperaturę nastawy.

Dobór

Pracując z aktorami grzewczymi Spacelogic należy posłużyć się odpowiednio wzorem:

Aby ustalić liczbę aktorów MTN6730-0002 podziel liczbę stref grzewczych przez 6, a następnie dokonaj zaokrąglenia do liczby całkowitej w górę. Pamiętaj, że w 1 strefie można podłączyć do 4 napędów zaworów 230 V AC lub 2 napędy 24 V AC.

Rola aktora
  • Sterowanie termoelektrycznymi napędami zaworów grzania
  • Sterowanie termoelektrycznymi napędami zaworów chłodzenia
  • Ochrona budynku przed zamarzaniem i przegrzaniem
Funkcje
  • status zwrotny o stanie kanału
  • zgłoszenie zwarcia
  • ręczne sterowanie zaworami z poziomu przycisków na obudowie
  • funkcja przeciwdziałania zablokowaniu zaworu
Napęd zaworu MTN639125

Krok 8. dobór urządzeń do sterowania chłodzeniem (opcja A – klimakonwektory)

MTN645094 Aktor Fancoila KNX

Do chłodzenia w domach można używać jednego z kilku rozwiązań, jednym z nich są klimakonwektory. Do tych urządzeń doprowadzane są rurki z cieczą chłodzącą (chłód przygotowany został wcześniej przez urządzenie centralne, np. pompę ciepła). Są odpowiednikami grzejników i mają za zadanie doprowadzić chłód do pomieszczeń. Dedykowany aktor klimakonwektora steruje zaworem chłodu (oraz grzania jeśli istnieje) i wentylatorem.

Dobór

W przypadku klimakonwektorów 1-, 2- i 3-biegowych na 1 klimakonwektor przypada 1 aktor klimakonwektora MTN645094. Do tego należy również doliczyć po jednym napędzie zaworu 230 V AC lub 24 V AC na nagrzewnicy i chłodnicy.

Rola aktora
  • Utrzymanie temperatury w pomieszczeniu poprzez:
    • Sterowanie prędkością wentylatora
    • Sterowanie termoelektrycznymi napędami zaworów grzania
    • Sterowanie termoelektrycznymi napędami zaworów chłodzenia
  • Ochrona budynku przed zamarzaniem i przegrzaniem
Funkcje
  • obsługuje klimakonwektory 2- i 4-rurowe
  • status zwrotny o stanie zaworów
  • możliwość podłączenia kontaktronów okiennych
  • możliwość podłączenia czujnika skroplin
  • ręczne sterowanie zaworami i wentylatorem z poziomu przycisków na obudowie
  • funkcja przeciwdziałania zablokowaniu zaworu
Napęd zaworu MTN639125

Krok 8b. dobór urządzeń do sterowania chłodzeniem (opcja B – klimatyzatory)

ITR830-0006 - bramka KNX LG AC

Innym, popularniejszym sposobem na schłodzenie domów są klimatyzatory. Zazwyczaj sterowane w oparciu o wbudowany sterownik i czujniki, a regulowane za pomocą pilotów. Pojawić się wówczas może zjawisko zwalczania się systemów grzania i chłodzenia, które prowadzi do niepotrzebnego zużycia energii. Najlepszym sposobem na pozbycie się tego efektu i uproszczenie sterowania z perspektywy użytkownika jest integracja klimatyzatorów z systemem KNX.

W bramkach integracyjnych do klimatyzatorów specjalizuje się kilka firm, m.in. Interra.

Dobór

W przypadku większości modeli klimatyzatorów przyjmuje się 1 bramkę KNX na 1 klimatyzator. Od tej reguły są wyjątki wobec czego zachęcamy do zapoznania z opisem poszczególnych produktów lub kontaktu z nami.

Rola bramki
  • Utrzymanie temperatury w pomieszczeniu poprzez:
    • Przekazywanie informacji o temperaturze otoczenia i nastawie z regulatora KNX do klimatyzatora
    • Przekazywanie informacji zwrotnych o stanie klimatyzatora do regulatora temperatury KNX
Funkcje
  • synchronizacja temperatur i nastaw
  • włączanie/wyłączanie klimatyzatora
  • obsługa trybów pracy
  • sterowanie prędkością nawiewu
  • dodatkowe konwertery danych

Krok 9. Monitoring zużycia mediów

Jeżeli chcesz monitorować w systemie KNX zużycie energii elektrycznej dobierz sobie 1 sztukę MTN6503-0201. Pozwoli podłączyć Ci licznik energii elektrycznej lub inne urządzenie komunikujące się w standardzie modbus.

Dobór

Przyjmij 1 bramkę pomiarową MTN6503-0201 na każde 10 liczników z listy poniżej lub 1 bramkę na 40 punktów modbus dla pozostałych urządzeń.

Kompatybilne liczniki
  • Utrzymanie temperatury w pomieszczeniu poprzez:
    • Przekazywanie Wbudowane profile komunikacji dla:
      • DM6200
      • iEM3150, iEM3155, iEM3250, iEM3255
      • PM210, PM710, PM750, PM810, PM820, PM850, PM870
      • PM1200, PM6200, PM9C
      • PM3250, PM3255
      • SIM10M
    • 40 konfigurowalnych rejestrów modbus
Rola bramki
  • Integracja liczników modbus do systemu KNX
  • pomiary i wyświetlanie zużycia prądu, wody, gazu i innych mediów
  • Zarządzanie, porównywanie, optymalizacja kosztów mediów

Krok 10. Sterowanie centralne, czyli panel dotykowy

Im większy system tym sensowniejsze staje się zainwestowanie w centralny punkt w domu, w którym będzie możliwość podglądu parametrów pracy całego domu. W ten sposób jednym rzutem oka dowiesz się, czy jeszcze gdzieś w domu wieczorem palą się światła, czy bramy, drzwi i okna są pozamykane, etc.

Dobór

Panele dotykowe dobiera się zazwyczaj w oparciu o 2 główne cechy – wielkość ekranu oraz rodzaj wizualizacji, która może być wizualizacją swobodną (ikony i tła dokładnie takie jak życzy sobie inwestor) oraz widżetową (uproszczona, zazwyczaj atrakcyjniejsza graficznie na starcie, składająca się z gotowych modułów).

Rola panela dotykowego
  • wizualizacja i monitorowanie systemu KNX w budynkach mieszkalnych, komercyjnych, użyteczności publicznej
  • sterowanie dużą liczbą obwodów oświetleniowych, rolet/żaluzji, temperaturą w obiekcie
  • monitorowanie zużycia mediów
  • centralizacja danych w 1 miejscu

Krok 11. Zarządzanie zdalne, czyli dom inteligentny w telefonie

Dziś już niemal nikt posiadający automatykę domową nie wyobraża sobie jej bez sterowania przez Internet. Istnieje wiele modułów pozwalających na wygodne sterowanie, a każdy z nich ma swoje unikalne cechy, w oparciu o które dokonuje się wyboru.

Rola serwera wizualizacji
  • monitorowanie, wizualizacja i sterownie systemem KNX i zintegrowanymi do niego systemami
    • oświetlenie
    • rolety, żaluzje, plisy, markizy, ekrany projektorów, wysuwane półki TV
    • ogrzewanie, chłodzenie, nawiew świeżego powietrza, rekuperacja
  • dostęp do Internetu i dostęp z Internetu do sterowania domem
  • uzupełniająca, zaawansowana logika sterowania
    • funkcje nierealizowane bezpośrednio na modułach wykonawczych
    • rozbudowane, edytowalne scenariusze

Krok 12. Obsługa lokalna systemu (przyciski)

Krok 13. Obsługa lokalna systemu (czujniki)