Žijeme ve 21. století. Neumíme si již představit, že by např. osobní automobil nebyl vybaven řídicí elektronickou jednotkou kontrolující činnost všech dílčích funkcí, včetně řízení spotřeby paliva.

Ovšem v nové výstavbě nebo při rekonstrukcích nejen bytových, ale i menších komerčních a podobných objektů, neustále využíváme technická řešení, jejichž základ je z konce 19. století – používáme tu zdánlivě nejjednodušší, avšak ve skutečnosti energií plýtvající klasické elektrické instalace.
Porovnáme-li náklady na klasické řízení pouze osvětlení v bytové jednotce se stejně funkčním řízením „chytrou“ KNX instalací, zjistíme, že inteligentní instalace bude přibližně o 35 % dražší, ve srovnání s klasickou instalací. Ovšem KNX instalace již umí navíc centrální funkce a umožňuje i snadné doplnění o vzdálenou komunikaci, což jsou sice funkce v bytech např. v panelových domech mnohdy nepotřebné nebo nepožadované. Především, když objekt není vybaven elektricky ovládanými stínicími prostředky (žaluziemi) ani automatickým řízením spotřeby tepla.
Zcela odlišná situace však bude v komfortněji vybavených nejen bytových, ale i nebytových objektech. Bude-li budova vybavena nejen spínanými, ale také stmívanými světelnými okruhy, stínicími prostředky, případně i elektricky ovládanými okny, regulací vytápění a ventilace, případně i klimatizace, musíme i v klasické instalaci použít nejen elektronické ovládací prvky, ale především různé specializované řídicí systémy výrazně ovlivňující výslednou cenu komplexní instalace. Zde je důležité si uvědomit, že již nelze od sebe oddělovat tzv. silovou instalaci a oblast měření a regulace (byť jejich činnost je projektována odděleně) – v KNX instalaci se jedná o společný řídicí systém, který reguluje spotřebu nejen elektrické, ale i tepelné energie. Navíc ji dokáže optimalizovat tím, že zabraňuje její zbytečné spotřebě, takže dochází ke skutečně výrazným úsporám provozních nákladů. Při plném nasazení KNX instalace pro řízení všech funkcí lze zcela běžně dosáhnout 40% úspory provozních nákladů, ve srovnání se shodně fungující klasickou instalací. A přitom systémovou instalaci KNX pořídíme již za přibližně srovnatelné nebo dokonce i nižší finanční prostředky než instalaci klasickou s obdobnou funkcionalitou. Ve velkých objektech pak již jednoznačně docházíme k nižší finanční náročnosti. Přitom KNX instalace vždy nabízí výrazně vyšší komfort, a jednodušší ovládání všech funkcí.

knx 2019 1

Jak je možné, že dosáhneme takových úspor provozních nákladů? V klasické instalaci jsou specializované, vzájemně nespolupracující jednodušší i složitější řídicí systémy, určené vždy pro řízení jen jednoho oboru funkcí (např. řízení provozu žaluzií). Tyto dílčí systémy mnohdy nedovedou vzájemně spolupracovat buďto vůbec anebo jen při neúměrném zvýšení pořizovacích nákladů, jak je znázorněno na obr. 1. Proto nutně musíme narazit na strop možností dílčích systémů jak v oblasti komfortu (nemožnost společného ovládání různých funkcí, roztříštěnost designů ovládacích prvků, složité ovládání), tak i v oblasti úspor provozních nákladů. Kromě toho bývá nezbytné náročně propojovat jednotlivé komponenty. Z toho vyplývá vysoká montážní pracnost, malá nebo žádná možnost snadných pozdějších změn a doplňování o nové funkce.
Systémová instalace se sběrnicovou komunikací mezi všemi jejími prvky a dílčími systémy se vyznačuje nejen jednoduchým zapojením umožňujícím až 40 % úsporu propojovacích vodičů, ale především možností vytváření libovolných, softwarově zajišťovaných vzájemných vazeb mezi všemi funkcemi a také s možností snadných dodatečných změn, včetně doplňování nových funkcí (obr. 2).

knx 2019 2

Investor zde tedy stojí před dilematem: které přístroje a systémy využít ve svém objektu? Pro správné vyřešení tohoto problému by se měl zajímat především o to, zda přístroje a dílčí systémy různých výrobců jsou schopny vzájemně spolupracovat a tím přinášet nejen dodatečné úspory energie, a zda mu umožní také vysoký komfort a jednoduchost při ovládání instalace. To znamená potřebu zjištění, jsou-li jejich řídicí jednotky vybaveny možností komunikace s některým z otevřených systémů, mezi nimiž můžeme na prvním místě zmínit celosvětově nejrozšířenější, a navíc jediný normalizovaný systém, tedy systém KNX.

Jak postupovat při realizaci KNX systémové instalace

Pro co nejvyšší stupeň zjednodušení silové elektrické instalace je důležité maximálně decentralizovat rozvaděče v objektu. Každý samostatně ovládaný elektrický předmět je svým silovým přívodem připojen samostatným kabelem k příslušnému akčnímu členu v rozvaděči. Při decentralizaci rozvaděčů je však potřebné přihlédnout k centralizaci funkcí do jednotlivých KNX přístrojů. Vždyť např. jednonásobný spínací akční člen bude i několikanásobně dražší než cenový podíl jednoho kanálu vícenásobného spínacího akčního členu. Je proto důležité soustředit do každého z podružných rozvaděčů vyšší počty funkcí řízených shodným, nebo podobným způsobem. U zmíněných akčních členů lze individuálně nastavit spínací režim každého z kanálů, nezávisle na nastavení ostatních kanálů.
Podobně je tomu u ovládacích přístrojů. Jeden několikanásobný tlačítkový ovladač může být navíc kombinovaný s prostorovým termostatem, se snímačem pohybu apod. Každé z tlačítek lze naprogramovat pro ovládání jiné funkce, nezávisle na parametrickém nastavení ostatních tlačítek. Anebo snímač přítomnosti obsahuje i prostorový termostat pro řízení vytápění a klimatizace.
Běžné jsou i vzdálené přístupy. Každou z funkcí lze kontrolovat a ovládat např. mobilním telefonem.
Důležité je využití spolupráce se specializovanými sběrnicovými systémy. Stále častěji je využívána možnost ovládání osvětlení ovládacími prvky připojenými ke sběrnici KNX, přičemž svítidla jsou prostřednictvím svých elektronických předřadníků připojena ke sběrnici DALI (obr. 3). Takto není nutné v jedné instalaci používat např. i několik různých stmívacích akčních členů, v závislosti na typech světelných zdrojů. Svítidla jsou totiž na základě požadavku uvedeném v projektu vždy vybavena správnými DALI předřadníky určenými k použitému typu a velikosti světelného zdroje. Všechna svítidla lze nejen spínat, ale podle potřeby i stmívat, zařazovat do scén i centrálních funkcí. Další výhodou spolupráce těchto dvou sběrnic je výrazné zjednodušení silových rozvodů. Není nutné vést ke každému svítidlu nezávislé silové přívody od spínacích či stmívacích akčních členů, postačí vždy jeden společný přívod pro skupinu svítidel zapojených do společně jištěného obvodu.

knx 2019 3

Podobně lze zjednodušit silové přívody k pohonům žaluzií, markýz, elektricky ovládaných oken, vrat apod. Zde postačí zajistit spolupráci ovládacích prvků na KNX sběrnici se sběrnicí SMI (Standard motor interface), jak je znázorněno na obr. 4. Využití pohonů SMI navíc umožňuje předávat na KNX sběrnici informace o skutečné aktuální poloze ovládaného stínicího prostředku.

knx 2019 4

Další běžnou oblastí je i spolupráce systému elektronického zabezpečení budovy s ostatními částmi instalace v budově. Např. okenní kontakty nebo snímače pohybu slouží nejen pro potřeby zabezpečení, ale také pro blokování topení nebo vnitřních rolet při otevřených oknech, pro přepínání režimů topení nebo řízení osvětlení v závislosti na přítomnosti osob apod.

Specializované přístroje

V rozsáhlejších instalacích, v kancelářských a podobných objektech, lze i při použití nižších počtů rozvaděčů zjednodušit elektrické rozvody využitím sestavných řídicích jednotek umisťovaných do stropních podhledů nebo do zdvojených podlah. Jedna nebo i několik takovýchto jednotek se připojí ke společnému silovému přívodu a k souběžně vedoucí sběrnici KNX. Každá z těchto jednotek bude vybavena potřebnými pracovními moduly, jejichž využití zajistí požadované činnosti v celé místnosti.

knx 2019 5
Do sestavných řídicích jednotek (obr. 5) lze vkládat různé pracovní moduly, jako jsou dvojnásobné spínací, dvojnásobné žaluziové, stmívací, dvojnásobné polovodičové pro řízení ovládacích hlavic ventilů anebo čtyřnásobné binární vstupy pro připojení kontaktních snímačů či klasických tlačítkových ovladačů. Takováto jednotka potom může zabezpečit řízení všech funkcí v místnosti, při jednoduchém zapojení. Přídavnou výhodou je snížení zatížení sběrnice telegramovým provozem – všechny moduly mezi sebou komunikují přímo, nikoliv po sběrnici KNX. Pouze údaje potřebné např. pro vizualizaci jsou odesílány i na sběrnici.
Především pro objekty hotelového typu jsou určeny specializované kombinované přístroje (obr. 6), kdy jedna sběrnicová spojka zajišťuje připojení několika kanálů spínacích, žaluziových a polovodičových akčních členů pro spínání hlavic ventilů topení a chlazení, případně i akčních členů pro řízení provozu konvektorů. Kromě toho jsou vybaveny i řadou binárních vstupů pro připojení tlačítkových ovladačů, okenních kontaktů apod.

knx 2019 6

Jeden takovýto přístroj může zabezpečit řízení všech funkcí ve vysoce komfortním hotelovém pokoji, v malém bytě, v kanceláři nebo v jiném objektu. V takovéto prostorové jednotce, kromě KNX kombinovaného přístroje, postačí ke sběrnici připojit již jen prostorový termostat. Klasické tlačítkové ovladače, jimiž budou řízena svítidla, žaluzie apod. jsou připojeny k binárním vstupům. Při vysoké úrovni komfortu tak je možné zhotovit KNX systémovou instalaci v cenách nejen srovnatelných, ale dokonce i nižších, než by tomu bylo s klasickou instalací s týmiž funkcemi.
V některých instalacích je potřebné zajistit i spolupráci se specializovanými systémy, které nejsou schopny komunikovat vlastním rozhraním s KNX sběrnicí. Přitom ale jsou připraveny spolupracovat s jiným otevřeným komunikačním protokolem. Potom je snadné propojení prostřednictvím vhodného rozhraní. Na obr. 7 je takovýto přístroj zajišťující dokonalou komunikaci mezi sběrnicí KNX a LON.

knx 2019 7

Výrobci KNX certifikovaných přístrojů dělají skutečně maximum pro snižování nákladů na systémovou instalaci. Neustále hledají cesty, jak zvyšovat funkcionalitu jednotlivých přístrojů, jako např. spínací či žaluziové akční členy s možností měření protékajícího proudu, s aplikacemi dovolujícími vytváření náročnějších logických vazeb a s mnoha dalšími vlastnostmi. Nebo různé kombinace typů přístrojů do jediného krytu, opatřeného společnou sběrnicovou spojkou, pro určitou specifickou oblast využití apod.
Stručně a krátce řečeno: Správně navržená KNX instalace řídí spotřebu energie tak, že je využívána jen v optimální míře, tehdy a tam, kdy a kde je to zapotřebí.

Aktuální číslo v prodeji

A-Z ELEKTRO březen / duben 2019

Veletržní číslo časopisu se věnuje celé řadě novinek z automatizace, robotizovaných pracovišť, softwaru, informačních...