Podobně jako v klasických, tak i v systémových KNX instalacích je potřebné spínat nejen osvětlení, ale i celou škálu dalších spotřebičů používaných v objektech pro bydlení i v budovách komerčních, správních, školských, zdravotnických apod.
Může se jednat o ventilátory, o otopná či chladicí zařízení, o elektromagnetické ventily, o čerpadla, o zásuvkové okruhy a o mnohé další prvky. Zvláštním typem spínacích akčních členů jsou přístroje pro řízení provozu pohonů žaluzií, oken, vrat, bran apod. – zajišťují reverzaci jejich chodu. Dalšími typy prvků pro specifické spínání jsou stmívací a analogové akční členy.
Při volbě klasických spínačů bylo vždy potřebné brát do úvahy předpokládaný režim spínání a velikosti zatěžovacích proudů. I v KNX systémech je důležité vybírat takové spínací akční členy, které mohou zvládnout správný režim činnosti při spínání a jejichž spínací mechanismy jsou navrženy pro požadované proudy a typy zátěží. Příklad na obr. 1 ukazuje osminásobný spínací akční člen určený pro spínání zátěží až 20 AX (tedy i pro spínání kapacitní – např. zářivkové zátěže).
Při nyní stále častějším využívání svítidel s LED světelnými zdroji je potřebné zvažovat proudové špičky při jejich spínání, běžně překračující pětinásobek jejich jmenovitých proudů. V KNX instalacích jsou běžně montovány spínací akční členy pro jmenovité proudy 16 A, takže u drtivé většiny spínaných osvětlovacích okruhů nemohou vznikat problémy s překročením jmenovitého proudu akčního členu, protože skutečná zátěž je zpravidla výrazně nižší. Je totiž vždy účelné ponechávat dostatečnou rezervu pro případné budoucí vyšší zatížení při rozšiřování společně spínaných okruhů.
Zde je vhodné připomenout, že spínací akční členy bývají vybaveny spínacími kontakty určenými nejen pro spínání ohmické zátěže podle ČSN EN 60947-4-1 (pro režim zatížení AC-1 při cos= 0,8ale také pro spínání zářivkové, tedy kapacitní zátěže, v souladu s normou ČSN EN 60699-1, proto zvládnou i spínání LED zdrojů. Při potřebě spínat motorickou (induktivní) zátěž je potřebné prověřit, zda zvolený akční člen je určen i pro spínání tohoto typu zátěže – AC-3 při cos= 0,45. Potřebné údaje jsou zpravidla v elektronicky dostupné katalogové dokumentaci výrobce zvoleného akčního členu.
Relativně častým je používání speciálních spínacích akčních členů pro řízení konvektorů. Tato zařízení pro chlazení i topení jsou vybavena několikarychlostními ventilátory. Změna rychlosti otáčení ventilátoru se obvykle zajišťuje přepínáním odboček transformátoru (topenáři jej často nazývají regulátorem). Na obr. 2 je principiální schéma řízení otáček třírychlostního ventilátoru konvektoru. Podle údajů termostatu s aplikačním programem pro řízení akčního členu konvektoru je spínán vždy jen jeden z výstupů anebo při dosažení požadované teploty v místnosti jsou rozpojeny všechny výstupy – ventilátor je tedy vypnut. Při přepínání nesmí nikdy nastat situace, během níž by byť jen na okamžik byly současně sepnuty dva výstupní kontakty. To by totiž způsobilo zkratování části vinutí transformátoru. Proto při přepínání musí nejdříve jeden kontakt rozepnout a teprve poté smí sepnout kontakt druhý. Při použití běžného vícenásobného spínacího akčního členu by totiž při běžném parametrizování nebylo jednoznačně možné dosáhnout toho, že nikdy nebudou současně sepnuty dva kanály pro řízení otáček ventilátoru. Bylo by nutné nejdříve odeslat změnu spínacího stavu jednoho kanálu na vypnuto logickému elementu, který by teprve poté mohl povolit zapnutí kanálu druhého.
Akční členy konvektoru jsou běžně vybavovány také spínanými výstupy (kontaktními nebo polovodičovými) pro řízení hlavic ventilů topení a chlazení.
Otáčky ventilátoru konvektoru lze ovšem řídit i plynule využitím např. frekvenčního měniče, jak je naznačeno na obr. 3. Namísto spínacího musí být použit analogový akční člen.
Spínací režimy
Mnohé aplikace pro řízení provozu spotřebičů vyžadují nastavení různých spínacích režimů.
Běžným a také nejčastějším spínacím režimem, především při řízení osvětlení, je prosté spínání. Po příchodu spínacího telegramu, tedy po uplynutí cca 20 ms od stisku tlačítkového snímače (což je doba potřebná pro odeslání telegramu na sběrnici), akční člen přepne do požadovaného stavu.
Ovšem v prostorách s jen občasným, krátkodobým pobytem osob bývá mnohem vhodnější zajišťovat provoz osvětlení na nezbytně dlouhou dobu. Spínací příkazy pro řízení osvětlení (ale také např. ventilátorů) bude svěřeno snímačům pohybu nebo přítomnosti, které po vstupu osob do sledovaného prostoru odesílají zapínací telegram. Po ukončení pohybu pak zasílají telegram vypínací – obvykle po nastaveném časovém zpoždění, jak je znázorněno na obr. 4. Bude-li z nějakého důvodu požadováno i zpoždění při zapínání, aplikační programy akčních členů to rovněž umožňují. Grafické znázornění spínání se zpožděným spínáním (časová zpoždění nastavovaná v parametrech akčního členu) je na obr. 5.
Na chodbách a schodištích je obvyklý rovněž časově omezený provoz osvětlení, kdy akční člen je nastaven do režimu schodišťového automatu (obr. 6). Po přijetí zapínacího telegramu je zahájen časový cyklus, při jehož ukončení akční člen vypíná (velikost časového zpoždění je parametrem akčního členu). Nejčastějším nastavením je možnost zaslání nového zapínacího příkazu kdykoli v průběhu probíhajícího zpožďovacího cyklu, čímž je zpoždění opětovně nastartováno. Anebo opakovanými stisky lze násobit časové zpoždění (5 odeslaných zapínacích telegramů v průběhu činnosti osvětlení znamená pětinásobnou dobu nastaveného časového zpoždění). Další možností je krátkodobé vypnutí před uplynutím časového zpoždění. Pro procházející osoby to znamená signál, že pokud budou potřebovat delší provoz osvětlení, musí stiskem tlačítka zajistit odeslání nového zapínacího telegramu pro opakované spuštění časového zpoždění. Nastavení hodnoty parametru časového zpoždění v akčním členu lze měnit i po sběrnici, např. z vizualizace. Na obr. 7 je příklad možného nastavení parametrů jednoho kanálu spínacího akčního členu určeného pro časově omezené spínání (pro činnost schodišťového automatu) i s nastavením varovného krátkodobého vypnutí.
Někdy je potřebné zabezpečit opakované blikání osvětlení, přerušovaný akustický signál apod. To umožňuje další z možných spínacích režimů – činnost kmitacího relé (průběh spínání je na obr. 8).
Dalším provozním režimem je „spínací akční člen topení“. Činnost je řízena signály prostorového termostatu a odesílaná data určují úhel otevření ovládací hlavice ventilu topení či chlazení.
Časové zpoždění při obnovení činnosti
Jedním ze zajímavých parametrů akčních členů je široký rozsah nastavení časového zpoždění pro zahájení jeho činnosti, tedy do naprogramovaného výchozího stavu, po připojení ke sběrnicovému napájení, resp. po obnovení dodávky elektrické energie po jejím výpadku. Ve velkých objektech, v nichž se přednostně nastavuje provozní stav pracovních kontaktů ve stejné poloze jako před přerušením dodávky, anebo je řízeno snímači přítomnosti, je důležité mít možnost časově odstupňovat zapínání jednotlivých okruhů osvětlení v různých částech budovy a tím se vyhnout nadměrně velké proudové špičce při obnovení dodávky, obzvláště v době, kdy objekt byl před výpadkem plně obsazen. Z praktického hlediska se především u osvětlení nastavuje stav „vypnuto po obnově dodávky“, protože předem lze jen obtížně určit, jak dlouhý bude výpadek. Také z tohoto důvodu je účelné spouštět osvětlení s využitím snímačů pohybu a přítomnosti, po obnově dodávky budou odesílány příkazy k zapnutí jen v těch místnostech, v nichž je zaznamenán pohyb přítomných osob. I přesto je ale vhodné odstupňovat náběh spouštění jednotlivých okruhů.
Cyklické zasílání telegramů
Akční člen může v pravidelných intervalech odesílat telegram, jehož význam lze reprodukovat jako „přístroj je v provozním stavu“ nebo také „na sběrnici je přítomno napájecí napětí“. Tato cyklicky zasílaná zpráva je přijímána např. jiným akčním členem. Pokud nebudou tímto přístrojem přijaty zprávy v daných časových intervalech může být odesláno výstražné hlášení, jehož významem je odpojení sledovaného přístroje od sběrnice. To mohlo být způsobeno ať již úmyslnou či neúmyslnou závadou na linii, k níž je připojen sledovaný prvek.
Logické vazby
V některých případech je potřebné povolit spínání jen v předem stanovených situacích. Například daný okruh lze sepnout ovladačem č. 1 jen tehdy, když je sepnut (nebo rozepnut) ovladač č. 2. Zde se nabízí využívání logických vazeb, které jsou dnes již běžnými součástmi aplikačních programů akčních členů.
Příchozí spínací telegram lze samostatně v každém kanále svázat až se dvěma logickými vazbami (např. AND, OR, XOR, hradlo). Přitom lze zvolit invertovaný nebo neinvertovaný výstup. To snižuje potřebu přídavných logických členů, jinak nezbytných v systémových instalacích. Na obr. 9 je schématické znázornění činnosti logických vazeb.
Nucená poloha, přednostní poloha
Během používání elektrické instalace nastávají situace, při nichž je potřebné např. z bezpečnostních důvodů zajistit vypnutí uvažovaných kanálů. Anebo z provozních důvodů naopak je zapnout. K tomu se využívá komunikační objekt „nucená poloha“. V předem určené poloze zůstane daný výstup zablokován do té doby, než tento komunikační objekt obdrží telegram s hodnotou „0“.
Kromě toho, v součinnosti se signály elektronického systému zabezpečení budovy, nastavení prioritních (zabezpečovacích) komunikačních objektů zajistí správné provozní stavy. Po aktivaci dané situace budou výstupy akčních členů zablokovány v předem určeném provozním stavu až do ukončení krizové situace. Např. při nočním narušení opuštěného objektu budou v zapnutém stavu všechna vnitřní svítidla, venkovní svítidla ve vypnutém stavu, žaluzie v plně svinuté poloze. Příchozí strážní služba může pohledem zvenčí snadno zkontrolovat, zda skutečně došlo k násilnému vniknutí do objektu.
Předvolená poloha
Určité provozní situace si vyžadují možnost nastavení vhodných kombinací provozních stavů jednotlivých výstupů akčních členů. Pro úklid bude potřebné jiné nastavení osvětlení než např. pro noční kontrolu. Ovšem jsou i různé situace, které lze vyřešit využitím předem určených stavů.
Často se opakující jsou okamžiky před a během výjezdů vozidel záchranných sborů. Požadovaný výjezd oznámí dispečer stiskem tlačítka (odešle telegram s hodnotou „1“), což má za následek plné rozsvícení všech svítidel v objektu doprovázený výstražným optickým i akustickým signálem. Po výjezdu dispečer ruší poplašný signál odesláním telegramu s hodnotou „0“. Osvětlení ve všech prostorách se vrací do stavu před poplachem. Jak budou v tomto případě nastaveny parametry akčního členu pro předem nastavené hodnoty je na obr. 10.
V případě, že v objektu jsou již použity předem nastavené hodnoty pro jiné účely, téhož výsledku lze dosáhnout i využitím logických vazeb (volba logických funkcí hradlo).
Scény
Tzv. jednobitové scény jsou spouštěné „jednobitovým“ telegramem obvykle při použití specializovaného logického (scénického) modulu, v němž jsou uložena nastavení pro jednotlivé scény. Spuštění scény potom vyžaduje odeslání celé řady telegramů z tohoto modulu všem zúčastněným akčním členům. To znamená zvýšení zatížení sběrnice hustým telegramovým provozem.
Avšak současné akční členy mají ve svém aplikačním programu možnost zařazení do jednobytových scén. Na základě přijetí jednoho telegramu s číslem scény od 1 do 64 se výstupy všech zúčastněných akčních členů nastaví do poloh určených pro zvolenou scénu. Nastavení parametrů jednoho kanálu stmívacího akčního členu pro několik scén je na obr. 11.
Mezní hodnoty
Spínaná svítidla mohou být zařazena např. do osvětlovacího systému řízeného na stálou osvětlenost. V takovém případě je potřebné nastavit mezní hodnoty intenzity osvětlení, při nichž se daná svítidla zapínají a vypínají. Parametricky se určí reakce spínacího akčního členu na měřenou hodnotu nižší, než je dolní mezní hodnota, pro naměřenou hodnotu mezi dolní a horní mezní hodnotou a pro překročení horní mezní hodnoty. Po nastavení parametrů se v aplikačním programu daného spínaného kanálu zobrazí odpovídající komunikační objekt, přijímající jednobytové nebo dvoubytové údaje o měřených fyzikálních veličinách.
Měření procházejícího proudu
Některé typy akčních členů jsou vybaveny možností měřit hodnoty procházejícího proudu. Lze tak indikovat změny zatížení a zabezpečit předem stanovený způsob činnosti akčního členu. Snadno lze také zajistit logické vazby zabezpečující blokování souvisejících silových obvodů tak, aby nedošlo k překročení celkového odběru během provozu jiných, přednostních, energeticky náročných spotřebičů.
Je možné i nastavení mezí pro velikost proudu v daném spínaném okruhu. Při zjištění hodnoty proudu mimo tyto meze může být odesláno hlášení o poruše.
Měření protékajícího proudu u žaluziových akčních členů umožňuje zjednodušit parametrizaci činnosti žaluzií – není zapotřebí zjišťovat doby potřebné pro přemístění stínicího prostředku z jedné do druhé krajní polohy. Při řízení podle naměřených časů pro chod žaluzií, jsou hodnoty platné jen za určité okolní teploty a za určitých povětrnostních podmínek. Kdežto při řízení s měřením proudu se při dojezdu zvýší proud motorem, což akční člen vyhodnotí jako dosažení koncové polohy, a proto vypne přívod elektrické energie.
