SMART BUILDING

Οδηγός : Προετοιμασία έργου KNX στο ETS (Engineering Tool Software)

July 14, 2020

Τι είναι το ΚΝΧ;

Το ΚΝΧ είναι  η μόνη τεχνική η οποία συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις της  Ευρωπαϊκής Ένωσης (EN50090) και τα Παγκόσμια Πρότυπα (ISO/IEC 14543) για τους κτιριακούς αυτοματισμούς .

Σε τι χρησιμεύει το ΚΝΧ?

Το KNX έχει πολλές εφαρμογές, ελέγχει απλές λειτουργίες όπως φωτισμό, θέρμανση, ρολά, αερισμό αλλά ακόμα και πιο σύνθετες λειτουργίες συνδυάζοντας τεχνολογίες πολυμέσων, ασφαλείας και πληροφορίες από άλλα συστήματα. Αυτό δημιουργεί ένα αποδοτικό σύστημα λειτουργίας και εξοικονόμησης το οποίο μπορεί να προσαρμοστεί σε οποιαδήποτε ανάγκη προκύψει στον κτιριακό έλεγχο.

Οι χρήστες του ΚΝΧ είναι σε θέση να εξάγουν χρήσιμα συμπεράσματα για την κατανάλωση ενέργειας και τις δυνατότητες βελτιστοποίησής της ανάλογα με τους τρόπους χρήσης της. Η τεχνική ΚΝΧ προσαρμόζεται στις συνεχώς μεταβαλλόμενες ανάγκες στον αυτοματισμό του κτιρίου. Αυτό θα αυξήσει την διαχρονική αξία του ακινήτου και μακροπρόθεσμα μειώνονται τα έξοδα για αναβάθμιση.

Πως υλοποιούμε ένα έργο ΚΝΧ;

Πολλές φορές υλοποιούμε ένα έργο με  την τεχνική KNX βασιζόμενοι κυρίως στην πολυετή μας εμπειρία και δεν αντιμετωπίζουμε ιδιαίτερα προβλήματα ή προχωράμε σε πολύ μικρές αλλαγές κατά την εξέλιξη του έργου. Ωστόσο, όσο πιο μεγάλο σε έκταση και πολυπλοκότητα είναι ένα έργο τόσο δυσκολεύει και η ολοκλήρωσή του.

Σκοπός του συγκεκριμένου οδηγού είναι να δώσει στους εγκαταστάτες της τεχνικής ΚΝΧ  μία κατεύθυνση στην ιεράρχηση των απαραίτητων ενεργειών του έργου, ώστε να μειωθούν στο ελάχιστο οι αλλαγές. Μέσα στον οδηγό θα δώσουμε πολλά παραδείγματα και θα εστιάσουμε στην τοπολογία (καλωδίωση), στη δόμηση των Ατομικών Διευθύνσεων και στη δόμηση των Διευθύνσεων Ομάδων που συναντώνται σε κάθε έργο KNX.

Παράλληλα θα παραθέσουμε έξυπνες ιδέες και προτάσεις για τη δημιουργία ενός σωστά δομημένου έργου KNX που ελπίζουμε να σας φανούν χρήσιμες και να τις εντάξετε στην δική σας μεθοδολογία.

Τοπολογία

Η τοπολογία δεν αποτελεί κάτι καινούργιο στον κατασκευαστικό κλάδο, όλα τα έργα είναι χωρισμένα σε φυσικούς χώρους. Για παράδειγμα σε ένα έργο μπορούμε να έχουμε περιοχές, κτίρια, ορόφους, δωμάτια, κ.α.

Με την ίδια λογική και λαμβάνοντας υπόψη τη φυσική δομή του έργου, πρέπει να σχεδιάσουμε την τοπολογία του συστήματος KNX. Ξεκινάμε από τον σχεδιασμό των διαδρομών της καλωδίωσης bus του συστήματος KNX. Όσο περισσότερο προσαρμοστούμε στην δομή του έργου τόσο πιο εύκολα και ξεκάθαρα θα μπορέσει να υλοποιηθεί και να προγραμματιστεί το έργο. Παράλληλα, ένας σωστός σχεδιασμός της καλωδίωσης συμβάλει και στη σωστή επικοινωνία/συνεργασία με τους άλλους μηχανικούς του έργου.


Διαχωρισμός έργου σε περιοχές και γραμμές (Areas, Lines)

Ένα έργο KNX μπορεί να αποτελείται από 15 περιοχές (Areas). Η κάθε περιοχή μπορεί να περιλαμβάνει μέχρι 16 γραμμές (1 κεντρική γραμμή/main line και 15 γραμμές/lines). Οι περιοχές όπως και οι γραμμές μεταξύ τους είναι γαλβανικά απομονωμένες και συνδέονται μέσω των προσαρμοστών περιοχής/γραμμής (area coupler, line coupler). Για αυτό τον λόγο κάθε τμήμα γραμμής χρειάζεται δικό της τροφοδοτικό. Ο τελικός αριθμός των τροφοδοτικών που χρειαζόμαστε σε ένα έργο είναι ίσος με τον αριθμό των γραμμών +1.

Σύμφωνα με το πρότυπο KNX έχουμε τα παρακάτω δεδομένα:

  • Οι περιοχές μπορεί να είναι από 1 έως 15
  • Η κάθε περιοχή μπορεί να περιλαμβάνει από 1 έως και 15 γραμμές
  • Κάθε περιοχή περιλαμβάνει μία κύρια γραμμή που ενώνει τις γραμμές μεταξύ τους, μέσω των προσαρμοστών γραμμής (line coupler)
  • Οι περιοχές ενώνονται μεταξύ τους με την κεντρική γραμμή (Backbone line) μέσω των προσαρμοστών περιοχής (Area Coupler)
  • Η κάθε γραμμή μπορεί να πάρει από 1 έως 256 συσκευές (Νέο πρότυπο τοπολογίας μετά το 2018 TP1-256)

Figure 1 / Τοπολογία

LC : Προσαρμοστής Γραμμής | BC : Προσαρμοστής Γραμμής | n≤15

Στην πράξη ένα μικρό έργο σε σχέση με ένα μεγάλο εμπορικό κέντρο ενδέχεται να διαφέρει αρκετά όσον αφορά την τοπολογία του. Κατά αυτό τον τρόπο, σε ένα σπίτι θα μπορούσαμε να υλοποιήσουμε το έργο με την χρήση μόνο μίας γραμμής ή εφόσον το έργο το επιτρέπει, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε για κάθε όροφο μία γραμμή.

Δείτε αναλυτικά τα παραδείγματα ανά περίπτωση:

Παράδειγμα:

Table 1 | Τοπολογία KNX σε σπίτι

Περιοχή 1 : Οικεία  
Κύρια Γραμμή (0)ΚλιμακοστάσιοΣυσκευές (1.0.XXX)
Γραμμή (1)ΥπόγειοΣυσκευές (1.1.ΧΧΧ)
Γραμμή (2)ΙσόγειοΣυσκευές (1.2.ΧΧΧ)
Γραμμή (3)ΌροφοςΣυσκευές (1.3.ΧΧΧ)

Στην περίπτωση όμως που το έργο είναι πολύ μεγαλύτερο, όπως για παράδειγμα ένα εμπορικό κέντρο, τότε θα μπορούσαν οι περιοχές να είναι οι όροφοι ή οι ενεργειακές ζώνες του εμπορικού κέντρου. Για να κατανοήσουμε καλύτερα την τοπολογία του συστήματος KNX σε μεγάλα κτίρια αρκεί να μελετήσουμε το παρακάτω παράδειγμα.

Παράδειγμα:

Table 2 | Τοπολογία KNX σε εμπορικό κέντρο

Γραμμή περιοχών (Backbone) Συσκευές (0.0.ΧΧΧ)
Περιοχή 1 (Κτίριο Α – Υπόγειο)  
Κύρια Γραμμή (0) Συσκευές (1.0.ΧΧΧ)
Γραμμή (1)Ενεργειακή ζώνη 1Συσκευές (1.1.ΧΧΧ)
Γραμμή (2)Ενεργειακή ζώνη 2Συσκευές (1.2.ΧΧΧ)
Γραμμή (3)Ενεργειακή ζώνη 3Συσκευές (1.3.ΧΧΧ)
Γραμμή (4)Ενεργειακή ζώνη 4Συσκευές (1.4.ΧΧΧ)
  
  
Γραμμή (10)ΔιάδρομοιΣυσκευές (1.10.ΧΧΧ)
Περιοχή 2 (Κτίριο Α – Ισόγειο)  
Κύρια Γραμμή (0) Συσκευές (2.0.ΧΧΧ)
Γραμμή (1)Ενεργειακή ζώνη 1Συσκευές (2.1.ΧΧΧ)
Γραμμή (2)Ενεργειακή ζώνη 2Συσκευές (2.2.ΧΧΧ)
Γραμμή (3)Ενεργειακή ζώνη 3Συσκευές (2.3.ΧΧΧ)
  
  
Γραμμή (10)Κοινόχρηστοι χώροιΣυσκευές (1.10.ΧΧΧ)
Περιοχή 3 (Κτίριο Β – Ισόγειο)  
Κύρια Γραμμή (0) Συσκευές (3.0.ΧΧΧ)
Γραμμή (1)Ενεργειακή ζώνη 1Συσκευές (3.1.ΧΧΧ)
Γραμμή (2)Ενεργειακή ζώνη 2Συσκευές (3.2.ΧΧΧ)
Γραμμή (3)Ενεργειακή ζώνη 3Συσκευές (3.3.ΧΧΧ)
  
  
Γραμμή (10)Κοινόχρηστοι χώροιΣυσκευές (3.10.ΧΧΧ)

Ατομικές Διευθύνσεις

Κάθε συσκευή που περιλαμβάνεται σε ένα σύστημα KNX έχει μία μοναδική ατομική διεύθυνση. Οι ατομικές διευθύνσεις δεν έχουν μία τυποποιημένη μορφή δόμησης και μπορούμε να τις χρησιμοποιούμε κατά το δοκούν. Ωστόσο θα ήταν βοηθητικό και θα πετυχαίναμε καλύτερη παρουσίαση αν μπορούσαμε να διατηρήσουμε μια υποτυπώδη δομή.

Παρακάτω ακολουθεί ένα παράδειγμα διευθυνσιοδότησης.

Παράδειγμα:

Table 3 | Δομή Ατομικών Διευθύνσεων

Ατομικές Διευθύνσεις  
ΓραμμήΑτομική ΔιεύθυνσηΠεριγραφή
1.10Προσαρμοστής γραμμής

1.1

1

30

Συσκευές πίνακα
  1.1  31 … 60  Αισθητήρια/Διακόπτες
  1.161 … 90Αισθητήρια/Λοιπά (Ανιχνευτές, Οθόνες κ.α.)
1.1255USB Interface

Αριθμός συσκευών

Από το 2018 το πρωτόκολλο ΚΝΧ (TP1 256) υποστηρίζει 256 συσκευές σε μία γραμμή χωρίς repeater. Σαν γενικό κανόνα όμως υπολογίζουμε ότι κάθε συσκευή καταναλώνει 10mA. Εφόσον όμως πλέον διατίθενται και τροφοδοτικά με 1280mA μπορούμε να τοποθετήσουμε σε 1 γραμμή 128 συσκευές χωρίς repeater. Αξίζει να σημειωθεί ότι η εκάστοτε συσκευή έχει διαφορετικές ανάγκες σε κατανάλωση ενέργειας, γεγονός που επηρεάζει τον τελικό αριθμό συσκευών που μπορούν να συμπεριλαμβάνονται σε μία γραμμή.

Όταν σχεδιάζουμε ένα έργο θα πρέπει να αφήνουμε περιθώρια για μελλοντική προσθήκη συσκευών. Για αυτό τον λόγο ένας ακόμα γενικός κανόνας που ακολουθούμε στα έργα KNX είναι ότι όταν σχεδιάζουμε ένα εμπορικό κτίριο δεν πρέπει να υπερβαίνουμε το 60% της χωρητικότητας της εκάστοτε γραμμής. Στην περίπτωση μιας οικιακής εγκατάστασης δεν πρέπει να υπερβαίνουμε το 90% της εκάστοτε γραμμής.

Διευθύνσεις Ομάδας

Από το πρότυπο KNX γνωρίζουμε ότι η δομή των ομάδων διευθύνσεων μπορεί να είναι:

  1. Ενός επιπέδου στο οποίο η διεύθυνση ομάδας μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 65535
  2. Δύο επιπέδων. Σε αυτήν την περίπτωση η διεύθυνση ομάδας είναι χωρισμένη σε δύο τμήματα, την κύρια διεύθυνση και την υποομάδα οι οποίες διαχωρίζονται μεταξύ τους με μία κάθετο. Η κύρια ομάδα μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 31 και η υποομάδα από 0 έως 2047.

Παράδειγμα διεύθυνσης ομάδας δύο επιπέδων : 0/010, 31/123, 2/1452 κ.α..

  • Τριών επιπέδων. Σε αυτήν την περίπτωση η διεύθυνση ομάδας αποτελείται από 3 τμήματα, την κύρια ομάδα, τη μεσαία (ενδιάμεση) ομάδα και την υποομάδα. Τα τρία επίπεδα μεταξύ τους χωρίζονται με κάθετη γραμμή. Η κύρια ομάδα μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 31, η μεσαία (ενδιάμεση) ομάδα μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 7 και η υποομάδα μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 255.

Παράδειγμα διεύθυνσης ομάδας τριών επιπέδων : 0/0/010, 3/1/123, 22/5/52 κ.α..

Δόμηση και ιεράρχηση Διευθύνσεων Ομάδας

Η τεχνική KNX – η οποία μετρά ήδη 30 χρόνια στον κλάδο των αυτοματισμών – έχει επιδείξει ότι η χρήση των διευθύνσεων ομάδας τριών επιπέδων αποτελεί την αποτελεσματικότερη και συνηθέστερη επιλογή. Με αυτό τον τρόπο, μπορούμε να επιτύχουμε μία πολύ καλά δομημένη και ξεκάθαρη εικόνα διευθύνσεων ομάδας  σε σχέση πάντα με τις λειτουργίες του έργου.

Κύρια ομάδα

Η ομάδα 0, 14 και 15 χρησιμοποιείται για κύριες λειτουργίες. Μάλιστα οι μεσαίες ομάδες 14 και 15 χρησιμοποιούνται και από το ETS Inside.Φυσικά, καθώς διαθέτουμε 32 θέσεις (από 0 έως 31) μπορούμε να τις χρησιμοποιήσουμε όπως επιθυμούμε. Παρακάτω θα βρείτε μία δομή για την κύρια ομάδα των διευθύνσεων ομάδας.

Παράδειγμα:

Table 4 | Διεύθυνση Ομάδας – Κύρια Ομάδα

Κύρια ΟμάδαΠεριγραφή
0Κύριες λειτουργίες
1Υπόγειο
2Ισόγειο
31ος Όροφος
42ος Όροφος

Μεσαία ομάδα

Έχοντας στη διάθεσή μας μόνο 8 διαφορετικές τιμές (από 0 έως 7) για τις μεσαίες ομάδες, έχει επικρατήσει να τις χρησιμοποιούμε για τις λειτουργίες ενός κτιρίου. Για να γίνει πιο κατανοητό, παρακάτω μπορείτε να δείτε 2 επικρατέστερες μεθοδολογίες χρήσης.

Παράδειγμα:

Table 5 | Διεύθυνση Ομάδας – Μεσαία Ομάδα

Μεσαίες ομάδες1η Μεθοδολογία2η Μεθοδολογία
0Φωτισμός (εντολές, ενδείξεις κατάστασης)Φωτισμός (εντολές)
1Ρολά/Περσίδες (εντολές, ενδείξεις κατάστασης)Ρολά/Περσίδες (εντολές)
2Θέρμανση (HVAC)Θέρμανση (HVAC)
3Κρίσιμες Λειτουργίες (Alarms)Κρίσιμες Λειτουργίες (Alarms)
4Γενικές λειτουργίεςΓενικές λειτουργίες
5ValuesValues
6Φωτισμός (ενδείξεις κατάστασης)
7Ρολά/Περσίδες (ενδείξεις κατάστασης)

Υποομάδα

Εδώ οι διαθέσιμες τιμές είναι 256 (από 0 έως 255) και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις θέσεις κατά το δοκούν αυξάνοντας κατά ένα την κάθε προσθήκη ή επαναλαμβάνοντας ένα μοτίβο. Παρακάτω μπορείτε να δείτε κάποιες προτάσεις μοτίβων ανά λειτουργία.

Παράδειγμα:

Έστω ότι θέλουμε να ελέγξουμε ένα φωτιστικό σημείο με ρύθμιση έντασης φωτός (Dimmable) στον 1ο όροφο. Λαμβάνοντας τον πίνακα της κύριας ομάδας (table 4) και λαμβάνοντας τον πίνακα της μεσαίας ομάδας (table 5) θα έχουμε την παρακάτω δομή.

Λύση με την 1η Μεθοδολογία μεσαίας ομάδας όπου στην ίδια μεσαία ομάδα δίνουμε εντολές και λαμβάνουμε feedback:

Διεύθυνση ΟμάδαςΠεριγραφή
3/0/0On/Off
3/0/1Dimming
3/0/2Value
3/0/3Feedback
3/0/4Feedback Value

Λύση με την 2η μεθοδολογία μεσαίας ομάδας όπου οι εντολές (μεσαία ομάδα 0) είναι σε διαφορετική μεσαία ομάδα από το feedback (μεσαία ομάδα 6)

Μεσαία ομάδα 0 (Εντολές)Μεσαία ομάδα 6 (Feedback)Περιγραφή
3/0/03/6/0On/Off
3/0/1Dimming
3/0/23/6/2Value

Η 2η μεθοδολογία είναι πολύ βοηθητική σε εφαρμογές όπου υπάρχουν πάρα πολλές λειτουργίες. Για παράδειγμα αν σε ένα κτίριο έχουμε 50 σημεία φωτισμού με έλεγχο στάθμης φωτισμού (Dimming) στην 1η μεθοδολογία  συγκεντρώνονται 250 διευθύνσεις ομάδας  σε μία μεσαία ομάδα ενώ στην 2η μεθοδολογία το πλήθος αυτό μοιράζεται σε δύο μεσαίες ομάδες δίνοντας έτσι την δυνατότητα να προστεθούν περισσότερα φωτιστικά σημεία.

Όλα τα παραπάνω, συμβάλουν στη σωστότερη σχεδίαση ενός έργου KNX, και κατά τη φάση του προγραμματισμού στο ETS. Ουσιαστικά θα έχουμε πετύχει :

  1. Αποτελεσματικότερη συνεργασία με τα υπόλοιπα συνεργεία/μηχανικούς του έργου
  2. Οργανωμένη κατανομή εργασίας μέσω της οποίας μπορούμε εύκολα να ανασύρουμε πληροφορίες
  3. Καλύτερη διαχείριση χρόνου καθώς ο χρόνος που επενδύουμε αρχικά  μπορεί να μας φαίνεται  αρκετός, ωστόσο, στη συνέχεια του έργου είμαστε αποτελεσματικότεροι και γρηγορότεροι στις υλοποιήσεις λόγω της αρχικής οργάνωσης
  4. Τέλος, έχουμε συγκεντρώσει οργανωμένα το υλικό το οποίο μαζί με ενδεχόμενες τελικές προσθήκες που θα προκύψουν από τα επόμενα βήματα του έργου, θα μας βοηθήσουν για τη σύνταξη του φακέλου του έργου KNX που θα παραδώσουμε στον πελάτη.

Συντάκτης άρθρου:

Μιχάλης Ανδρικόπουλος

Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Τ.Ε.

KNX Tutor

Building Technologies Manager at KAFKAS

Μοιραστείτε το

You Might Also Like

No Comments

Leave a Reply