Funkcje
1. Sterowanie oświetleniem z funkcją ściemniacza. Elementy ściemniające źródło światła pozwolą zredukować koszty zużycia energii elektrycznej, ilość obwodów a zarazem podniosą funkcjonalność zarządzania obiektem.
System ID umożliwi Ci sterowanie oświetleniem wewnątrz i na zewnątrz budynku. Włączenie oświetlenia i stopień jego natężenia zależą od wielu czynników – obecności osób, jasności wewnątrz pomieszczenia czy wykrycia ruchu na danym obszarze.Aby zapewnić komfort i bezpieczeństwo domowników oraz mając na uwadze ekonomiczny aspekt, oświetlenie włącza się tam, gdzie przebywa jakaś osoba. Już nie musisz się martwić czy Twoje dziecko budząc się w nocy znajdzie bezpiecznie drogę do toalety. Możesz spać spokojnie.Światła w korytarzu zapalą się automatycznie, gdy czujniki wykryją obecność człowieka.Gdy wieczorem przyjadą odwiedzić Cię Twoi znajomi, oświetlenie przed domem uruchomi się automatycznie podczas ruchu osób na chodniku oraz wjazdu samochodu.Nasz system zapewni Ci większe bezpieczeństwo. Każdy kto pojawi się na terenie Twojego domu zostanie zauważony. Zadbają o to czujki wykrywające ruch i ciepło, które uruchomią oświetlenie lub załączą inne wcześniej zdefiniowane zadania (reakcje).W ten prosty sposób możesz poczuć większy komfort i jednocześnie zaoszczędzić na rachunkach za elektryczność. Instalując System ID dbasz nie tylko o Siebie, lecz również o naszą planetę. Przecież tak ważne jest oszczędzanie cennej energii.
Przypisanie funkcji załączwyłączściemnij może odbywać się na jednym przycisku. Wykorzystane mogą być także sceny świetlne (określone wcześniej zapisane natężenie wywołane jednym klawiszem). Obciążalność jednego kanału to 300W lub 500 W dla obciążenia żarowego, halogenowego.
2. Sterowanie żaluzjami, roletami, wertikalami, bramą, oknami itd.. Elementy wykonawcze załącz\wyłącz posiadają obciążalność 10A16A na każdy kanał służą do załączania i wyłączania napięcia na obwodach zasilających. Odpowiedzialne będą za załączenie lub wyłączenie oświetlenia czy też pracę silników przy założeniu, że posiadają one wyłączniki krańcowe.
3. Sterowanie ogrzewaniem klimatyzacją. Elektroniczny moduł będzie sterował pracą ciągłą siłowników zamontowanych na zaworach. System daje nam możliwość „podzielenia” obiektu na strefy grzewcze, w których pomieszczenia mogą mieć różną temperaturę o różnych porach przez określony czas, np. inna temperatura dla salonu i pokoi, inna dla sypialni i łazienki a jeszcze inna dla pozostałych pomieszczeń) w dowolnych przedziałach czasowych np.: 21.00- 06.00 temp. 19 °C „Night”, 06.00- 8.00 temp. 23 °C „Comfort”, 08.00- 18.00 temp. 18 °Cb, 18.00- 2.00 temp. 23 °C „Comfort”. Dzięki temu możesz zapomnieć o sterowaniu ogrzewaniem, to ten moduł będzie automatycznie utrzymywał przez Ciebie określona temperaturę zgodnie z Twoim scenariuszem, niezależnie od warunków na zewnątrz i wewnątrz, wyłączy tez ogrzewanie przy otwarciu okna i nie doprowadzi do zapieczenia zaworów.
Używając prostego w obsłudze panela wizualizacji będziesz mógł wybrać temperaturę z zakresu od 7 do 40 stopni Celsjusza, z dokładnością do 0,1 stopnia. System grzewczy dopasuje się do trybu życia Twojej Rodziny. Programując możesz stworzyć kilka opcji. W dni robocze, kiedy ostatni z domowników opuszcza dom grzejniki przejdą w ekonomiczny tryb pracy. Godzinę przed planowanym powrotem temperatura zacznie rosnąć, abyś po męczącym dniu pracy mógł poczuć się komfortowo i wypocząć.
Gdy otwierasz okno grzejnik automatycznie przejdzie w stan przeciwko zamarzaniu, a po jego zamknięciu powróci do zaprogramowanego trybu pracy.
Kiedy nie odpowiada Ci temperatura z ustalonego harmonogramu zawsze możesz ją zmienić. Masz do dyspozycji kilka wariantów – zmianę w konkretnym pomieszczeniu, na danym poziomie lub w całym budynku. Możesz również skorzystać z usługi GSM i wysłać sms-em polecenie zmiany temperatury.
Jeśli wyjeżdżasz na dłuższy czas masz możliwość ustawić program, ekonomiczny, a wysyłając sms przed powrotem do domu załączysz tryb normalny. Twój dom będzie gotowy na Twój powrót.
Prezentowany przykładowy układ sterowania ogrzewaniem z zastosowaniem rozwiązań KNX Theben (rys. 1) składa się z następujących elementów:
- gazowy kocioł grzewczy ze złączem openTherm,
- bramka komunikacyjna KNX/open-Therm,
- nastawnik grzejnikowy Cheops,
- nastawniki grzejnikowe Alpha,
- aktor KNX do sterowania nastawnikami grzejnikowymi,
- regulator temperatury,
- układ wody grzewczej połączony z kotłem gazowym.
Przed dokonaniem wyboru urządzeń, przyszły użytkownik systemu ogrzewania powinien dokładnie określić, jakie będzie przeznaczenie pomieszczeń oraz jakie są jego oczekiwania w zakresie utrzymania stałego poziomu temperatury w tych pomieszczeniach. Pozwoli to na utrzymanie komfortu na pożądanym przez niego poziomie i jednoczesną minimalizacją kosztów inwestycyjnych a następnie kosztów eksploatacyjnych. Poniżej przedstawiono propozycję urządzeń systemu ogrzewania zgodnie z układem z rysunku 1, opartym na protokołach KNX i openTherm.
Rys. 1. Przedstawiony system grzewczy składa się z następujących elementów:
- Gazowy kocioł grzewczy ze złączem openTherm
- Bramka komunikacyjna KNX/openTherm
- Nastawnik grzejnikowy CHEOPS
- Nastawniki grzejnikowe ALPHA
- Aktor KNX do sterowania nastawnikami grzejnikowymi
- Regulator temperatury
- Układ wody grzewczej połączony z kotłem gazowym
Już od dawna producenci urządzeń stosowanych do ogrzewania budynków wprowadzali elementy automatycznej regulacji w tym zakresie. Jednak większość z nich działała autonomicznie i nie zawsze znajdowała zastosowanie w małych i średnich obiektach ze względu na swój koszt. Wykorzystanie magistrali KNX (EIB) aspirującej do miana zintegrowanego systemu sterowania pozwala użytkownikowi na włączenie zaawansowanego sterowania ogrzewaniem również do takich obiektów.
Ogólny schemat blokowy pomieszczeniowej regulacji temperatury.
Zasadniczym elementem jest regulator, który na podstawie, odbieranej ze znajdującego się w pomieszczeniu czujnika, mierzonej wartości temperatury i ustawionego zadania wypracowuje sposób sterowania zaworem grzejnikowym.
|
Zalecany sposób regulacji |
|||
| Instalacja grzewcza |
2-położeniowa |
PWM |
PI |
| układy niskotemp. z grzejnikami podookiennymi |
X |
X |
|
| ogrzewanie elektryczne |
X |
||
| układy wysokotemp. z grzejnikami podookiennymi |
X |
X |
|
| wodne ogrzewanie podłogowe |
X |
X |
|
| układy grzewczoklimatyzacyjne |
X |
Warianty miejscowej regulacji temperatury i rodzaje wykorzystanych urządzeń przy realizacji takiej instalacji w systemie KNX (EIB).
Regulacja dwupołożeniowa
Zawory grzejnikowe w tym sposobie regulacji ustawiane są, w dwóch skrajnych stanach otwarty(100%)/zamknięty(0%). Upraszczając układ do jednego pokoju, należy użyć trzech elementów: pokojowego regulatora temperatury z czujnikiem pomiarowym, elementu wykonawczego w postaci wyjścia binarnego i dowolnego elektrozaworu grzejnikowego Idea regulacji dwupołożeniowej sprowadza się do takiego sterowania zaworem, aby po obniżeniu się temperatury poniżej wartości zadanej minus ½ zakresu histerezy następowało załączanie zaworu, a gdy temperatura pomieszczenia wzrośnie powyżej temperatury zadanej plus ½ zakresu histerezy następowało wyłączanie zaworu. Przykładowo ustalając w regulatorze temperaturę zadaną na 22°C przy histerezie równej 2°C, włączanie zaworu będzie następowało po obniżeniu się temperatury pomieszczenia poniżej 21°C a wyłączanie po przekroczeniu temperatury 23°C. Na rysunku 3 pokazane są przykładowe przebiegi zmian wartości mierzonej temperatury w pomieszczeniu przy takim sposobie regulacji. Zmiany temperatury oscylują wokół temperatury zadanej, a częstotliwość tych oscylacji jest zależna od bezwładności cieplnej pomieszczenia oraz szerokości pętli histerezy. Ten typ sterowania często stosuje się w układach niskotemperaturowych z grzejnikami podokiennymi oraz ogrzewania elektrycznego, w tym podłogowego. Z zasady działania wynika, że temperatura ulega ciągłym wahaniom wokół punktu wyznaczonego przez wartość temperatury zadanej. Niestety wielkość powstających przy tym przeregulowań temperatury w bardzo dużym stopniu zależy od charakterystyki cieplnej pomieszczenia, szczególnie jego bezwładności. Im większa tym większe wahania temperatury. Dlatego w pomieszczeniach gdzie możemy spodziewać się również potrzeby współdziałania z klimatyzacją ten sposób regulacji nie jest zalecany.
Regulacja PWM (modulacja szerokości impulsu)
Krzywa nastawy i sterowanie zaworem w regulacji PWM
Przykładowo, jeśli wyliczona wartość sterująca na początku okresu impulsowania wynosiła 20% to szerokość impulsu (czas jego trwania) również będzie wynosić 20% okresu. Przyjmując, że okres impulsowania wynosi 15 min, to czas trwania impulsu będzie równy 3min. (Zawór zostanie otwarty na 100% na czas 3min.). Średnia wartość wyjściowa regulatora jest w tym przypadku zmienna w sposób ciągły, mimo że mamy tylko dwa możliwe położenia zaworów. Okres impulsowania powinien być dobierany odpowiednio do układu grzewczego, tak aby otrzymać najlepszą jakość regulacji, czyli najmniejsze wahania temperatury. Ten typ sterowania stosuje się w systemach: z podokiennymi grzejnikami konwekcyjnymi oraz z wodnym ogrzewaniem podłogowym. Obiekt sterujący (sterowanie wyjściem binarnym) przesyła wartość1-bitową.
Regulacja PI ze sterowaniem kotła CO
Z punktu widzenia zarządzania obiektem włączenie do regulacji następnego urządzenia, jakim jest kocioł grzewczy zwiększa jego kompletność i podnosi standard, a jednocześnie ma cechy, które dobrze byłoby omówić oddzielnie.
Interfejs KNX (EIB)-DDC oraz sterownik kotła należy traktować jako jedno urządzenie, które jest dostarczane przez producenta kotła. Uzyskane w ten sposób oszczędności energii mogą sięgać nawet do 20%. Ponadto wszystkie bieżące wartości takie jak temperatura zadana, zmierzona, komunikaty błędów są wysyłane na magistralę KNX (EIB) i mogą zostać wyświetlone na panelach LCD znajdujących się w budynku. To znacząco zwiększa wygodę obsługi i pozwala na pełen nadzór również zdalny. Na rys. 9 przedstawiona jest przykładowa krzywa grzewcza kotła, gdzie widaćżność temperatury czynnika grzewczego od temperatury zewnętrznej oraz wpływ stopnia otwarcia zaworów na tą krzywą.
Aby ograniczenie kosztów eksploatacji było nadrzędnym celem w projektowanej instalacji KNX (EIB) nie możemy zapomnieć o wykorzystaniu czujników otwarcia, zamykających dopływ czynnika grzewczego do pomieszczenia w czasie jego wietrzenia. Stosowane w pomieszczeniach regulatory KNX (EIB) dla wszystkich omówionych sposobów regulacji posiadają możliwość przełączenia w tryb ochrony przeciwzamrożeniowej po otrzymaniu telegramu sygnalizującego otwarcie okna. Należy podkreślić, że przedstawione rodzaje sterowania ogrzewaniem nie wyczerpują wszystkich możliwości. Są to właściwie tylko podstawowe rodzaje dostępne w fabrycznych aplikacjach regulatorów temperatury. Czasami konieczne jest podejście bardziej dopasowane do charakteru obiektu, w tym stosowanie własnych algorytmów, zmodyfikowanych w stosunku do standardowych, implementowanych w modułach logicznych o odpowiedniej do tego celu mocy obliczeniowej.
mgr inż. Krzysztof Sowiński – „Elektroinstalator” nr 9/2003
4. Automatyczne sterowanie dowolnym urządzeniem, dzięki zastosowaniu czujek ruchu lubi obecności np. załączanie oświetlenie przy wjeździe do garażu czy załączenie muzyki w określonym pomieszczeniu o określonej porze na skutek ruchu.
Możliwe jest użycie czujek alarmowych o napięciu 12V zasilania ze stykami NO lub NC ogranicza to koszt.
Zarówno czujniki ruchu jak i czujniki obecności swoje działanie opierają na pasywnej detekcji promieniowania podczerwonego. W skrócie nazywane są czujnikami PIR ang. Passive Infra Red. Czujniki PIR stosowane są w systemach SSWiN (systemy sygnalizacji włamania i napadu) jak i w systemach sterowania oświetleniem. Pasywność czujnika oznacza, że nie jest on aktywnym konwerterem energii a tylko pasywnym detektorem zmian promieniowania PIR w kontrolowanym obszarze. Ludzie emitują promieniowanie o długości fali ok. 10mm. Głównymi elementami każdego czujnika PIR jest piroelement oraz układ optyczny soczewek. Piroelement reaguje jak wiadomo na zmiany temperatury a układy optyczne mają za zadanie formowanie wiązek detekcji. Najczęściej wykorzystuje się soczewki Fresnela i optykę zwierciadlaną. Czujniki obecności posiadają większą ilość piroelementów i soczewek, niż czujniki ruchu, co znacznie zwiększa zagęszczenie pól detekcji w kontrolowanym obszarze. Czujniki dalekiego zasięgu np. korytarzowe – posiadają wąski kąt widzenia i cechują się zasięgiem o rozpiętości nawet 30 m. Czujniki sufitowe – posiadają bardzo szeroki kąt widzenia na poziomie 360 stopni.
Rys. 1 Przykładowe rozkłady wiązek detekcji w czujnikach obecności:
Prawie wszystkie czujniki firmy Theben (z wyłączeniem serii dla KNX) są elementami, które mogą pracować w najprostszym dwuelementowym układzie pracy: czujnik – źródło światła lub trójelementowym układzie pracy: czujnik – źródło światła – łącznik.
Rys. 2 Najprostsze dwu i trójelementowe układy podłączenia czujników Theben:
5. Bezpieczeństwo i integracja pozostałych systemów. Element wejść binarnych umieszczony w rozdzielni daje nam nieograniczone możliwości włączenia do zarządzania naszym inteligentnym domem pozostałych podsystemów, np. wprowadzenie sygnałów zdo centrali alarmowej daje nam możliwość reagowania na dowolne zdarzenie we wcześniej określony sposób, np. po wykryciu ruchu na zewnątrz obiektu po określonej porze system automatycznie opuści wszystkie rolety, zapali wszystkie światła na zewnątrz, włączy rejestrację systemu monitoringu i poinformuje biuro ochrony o szczegółach zajścia. Użycie dodatkowych czujników alarmowych, jako czujników ruchu redukując cenę instalacji.
6. Funkcje czasowe automatyczne wykonuje zegar roczny umożliwia wprowadzenie czasów załączania ogrzewania, oraz kontrolę zegarową dla elementów wykonawczych.
7. Monitoring i video domofon rozszerza zakres funkcji realizowanych za pomocą łączników o możliwość prowadzenia rozmów i oglądania obrazu.
Pozostałe funkcje
Symulacja obecności. Dzięki zainstalowanemu zegarowi lub panelowi, możemy załączać i wyłączać np. oświetlenie, muzykę we wszystkich pomieszczeniach na dowolny czas symulując naszą obecność.
Bezpieczeństwo. Poza ww. funkcjami centralnymi „uzbrajając” nasz dom w dodatkowe czujniki ( czujnik zalania, dwutlenku węgla, dymu, ruchu, stację pogodową) stwarzamy nasz dom super bezpieczny. O wszystkich zaistniałych sytuacjach nie tylko alarmowych, możemy być poinformowani drogą telefoniczną lub Internet.
Sceny świetlne znajdują swoje zastosowanie wszędzie tam, gdzie znajduje więcej punktów świetlnych (lamp, kinkietów, żyrandoli, halogenów, lamp nocnych i ogrodowych). Za pomocą jednego przycisku na sensorze lub pilocie można włączyć grupę lamp – każdą z indywidualnym stopniem jasności. Zawsze do dyspozycji możesz mieć kilka scen świetlnych np. spotkanie rodzinne, romantyczny wieczór we dwoje lub spotkanie z przyjaciółmi w ogrodzie
Funkcje centralne: wykonanie wielu działań po otrzymaniu jednego rozkazu (np. wyłącz wszystkie światła w danej strefie, załącz scenę konferencja, włącz scenę oświetlenie zewnętrzne budynku itp.)
– dostęp do sterowania całą instalacja z dowolnego miejsca (miejsca administracyjnego),
Monitorowanie: – kontrola stanu urządzeń (monitoring całego obiektu w panelu dotykowym, możliwość np. wyłączenia światła w dowolnym pomieszczeniu w obiekcie z miejsca administracyjnego).
Przy wyjściu z domu jednym przyciśnięciem możemy wyłączyć wszystkie elementy systemu (już nie musimy się martwić czy wyłączyliśmy żelazko, oczywiście lodówka jest poza systemem) i blokujemy zamki w określonych drzwiach. Przy wejściu do domu jednym klawiszem włączamy wcześniej określoną scenę (np. załącz światło w hallu i salonie, podnieś rolety, włącz muzykę).
Funkcja „panika” jednym klawiszem przy łóżku w sypialni załączamy wszystkie punkty oświetlenia dezorientując potencjalnego włamywacza.
Harmonogram, możliwość nadania dowolnego harmonogramu dla dowolnych urządzeń (np. załączanie i wyłączanie oświetlenia o określonych godzinach).