Artykuł cz. I by Inteligentny Budynek

Wywiad miesiąca – Rafał Łukowiak, prezes zarządu Wieland Electric ISSN 1896-6381

INDEKS 246 972

06/2010 (44)

Inteligentny budynek

NAPĘDY STEROWANIE

06/2010 (44) Urządzenia pomiarowo-kontrolne

POMIARY

www.automatykaB2B.pl

OPROGRAMOWANIE

ROBOTYKA

TECHNIKA I RYNEK SYSTEMÓW AUTOMATYKI

AUTOMATYKA

AUTOMATYKA, PODZESPOŁY, APLIKACJE

www.automatykaB2B.pl

9,50 zł (w tym 0% VAT)

DANFOSS ROZSZERZA

Inteligentny budynek

PRODUKCJĘ

źródło: Siemens

Temat numeru: Systemy automatyki domowej – zwane potocznie inteligentnymi – podwyższają standard mieszkania czy biura, pozwalając na łatwe zarządzanie wieloma aspektami związanymi z funkcjonowaniem budynku. Zwiększają również komfort jego użytkowników, ich bezpieczeństwo i ograniczają zużycie energii. W cyklu artykułów omawiamy zagadnienia dotyczące systemów inteligentnych budynków, przedstawiając porównanie popularnych rozwiązań i wskazówki związane z ich wyborem.

Grupa Danfoss przeniosła do Grodziska Mazowieckiego linie produkcyjne z duńskiego zakładu w Nordborgu. Trwa uruchamianie sześciu linii technologicznych, gdzie wytwarzane będą komponenty systemów chłodniczych i klimatyzacyjnych. więcej str. 13

BRANŻA AUTOMATYKI WRACA DO DWUCYFROWYCH WZROSTÓW

patrz str. 32‒51

RAPORT: PRZENOŚNE

w numerze EWEC 2010 – energetyzujący powiew str. 8 wiatru NI spotyka się z przedstawicielami str. 12 świata nauki Inteligentne ekrany do aplikacji embedded str. 46 Modernizacja systemu sterowania autotransforstr. 78 matora 160MVA Czujniki tensometryczne dla automatyków str.

Nakład: 10 000 egz.

URZĄDZENIA POMIAROWO-KONTROLNE Energetyka, przemysł, budownictwo, ochrona środowiska i logistyka – to branże, które są głównymi odbiorcami przenośnych urządzeń pomiarowych. Tworzą one bardzo szeroki rynek, w którego obsłudze wyspecjalizowało się wiele firm krajowych – głównie dystrybutorów, ale i rodzimych producentów. W obszernym raporcie omawiamy bieżącą koniunkturę i trendy w tytułowej branży oraz najpopularniejsze przenośne urządzenia pomiarowe, z których korzystają pracownicy polskich zakładów przemysłowych. patrz str. 52‒77

Pierwszy kwartał br. w automatyce okazał się być lepszy, niż się spodziewano – wg najnowszej analizy IMS Research wartość rynku wzrosła globalnie o ponad 25% w stosunku do stanu sprzed dwunastu miesięcy. Prognozowane są również dobre wyniki za drugi kwartał, co ma pozwolić branży powrócić na ścieżkę dwucyfrowego rozwoju w 2010 roku. W szczególności dotyczyło to będzie rynków sterowników PLC oraz modułów I/O. więcej str. 13

temat numeru

Inteligentny budynek – technologie od podszewki źródło: Siemens

W ostatnim czasie na rynku można spotkać oferty instalacji systemów automatyki budynkowej zwanych potocznie inteligentnymi. Podwyższają one znacznie standard mieszkania czy biura. Pozwalają na łatwe zarządzanie prawie wszystkimi aspektami związanymi z funkcjonowaniem budynku, od podstawowych, takich jak sterowanie oświetleniem i ogrzewaniem, po najbardziej zaawansowane, takie jak zarządzanie multimediami. W cyklu artykułów omawiamy najważniejsze zagadnienia dotyczące tytułowej tematyki, przedstawiając porównanie popularnych systemów i praktyczne wskazówki związane z ich wykorzystaniem.

c zer wie c

2 0 1 0

temat numeru nostki centralnej. Gdy mówimy o bardziej zaawansowanych funkcjach, np. monitorowaniu obecności użytkowników, musimy dodatkowo zastosować odpowiedni algorytm, realizowany za pośrednictwem układów logicznych i czasowych. System taki mógłby już aspirować do miana inteligentnego. Jednak w większości instalacji prostszego typu, inteligencji jest mniej więcej tyle, co w dobrej klasy pralce automatycznej. Trudno nazywać kilka zaprogramowanych funkcji inteligencją, szczególnie że w istocie nie udało się jeszcze stworzyć sztucznej inteligencji. Nazwa ta jednak znacznie lepiej działa na wyobraźnię klienta niż np. automatyka domowa. KRYTERIA PODZIAŁU SYSTEMÓW ZARZĄDZANIA BUDYNKIEM Obecne na rynku rozwiązania można podzielić według różnych kryteriów, jednak na potrzeby niniejszego artykułu najlepszy okazał się podział ze względu na funkcjonalność. Wyróżniono trzy grupy rozwiązań: – systemy nadające się do najprostszych zastosowań (np. sterowania oświetleniem i ogrzewaniem), – systemy dające możliwość tworzenia zależności logicznych, wizualizacji itp., – kompleksowe systemy z możliwością integracji innych komponentów, np. audio/wideo czy urządzeń AGD. Korzyści płynących z zastosowania systemów inteligentnych jest bardzo wiele. Ze względu na to, co wnoszą do naszego domu, można wyróżnić cztery zasadnicze zmiany: – zwiększenie komfortu, – zwiększenie bezpieczeństwa, – zmniejszenie kosztów utrzymania, – zmiana domu na bardziej przyjazny dla środowiska. Od strony technicznej najprościej rzecz ujmując jest to zbiór czujników sterujących urządzeniami wykonawczymi. W niektórych systemach odbywa się to za pośrednictwem jed-

SYSTEMY DO PROSTYCH ZASTOSOWAŃ Pierwsza grupa rozwiązań obejmuje systemy przeznaczone do najpopularniejszych zastosowań. Zazwyczaj nie zawierają one specjalizowanych przycisków, paneli i czujników, lecz ograniczają się do modułów umożliwiających podłączenie standardowych elementów tego typu. Możliwości takich systemów pozwalają na sterowanie oświetleniem, ogrzewaniem i roletami oraz na realizację prostych funkcji automatyki. Produkty tej grupy są przezna-

czone do domów jednorodzinnych i małych obiektów użytkowych, takich jak pensjonaty, motele czy biura. Ze względu na prostotę konfiguracji są one przeznaczone w szczególności dla tych, którzy chcą mieć możliwość instalowania automatyki bez konieczności programowania jej na komputerze. Właśnie takim systemem, który został zaprojektowany z myślą o prostej konfiguracji i instalacji, jest Luxor firmy Theben. Oprócz standardowych modułów sterujących oświetleniem (włącznie ze ściemnianiem i załączaniem czasowym) zawiera on moduł zegarowy, stację pogodową i czujnik natężenia światła. Umożliwia również skonfigurowanie takich funkcji, jak symulacja obecności, centralne załączanie/wyłączanie i sterowanie roletami. Sterowanie za pomocą czujników ruchu/obecności jest możliwe pod warunkiem, że działają one jako łącznik. W każdym module podstawowym Luxor 400 dostępne jest jedno wejście reagujące na sygnał napięciowy z zakresu 8...48V, umożliwiające podłączenie sygnału otwierającego drzwi z domofonu. Pozostałe wejścia są przystosowane do napięcia sieciowego 230VAC. Stacja pogodowa i czujnik oświetlenia mogą być tak skonfigurowane, aby po przekroczeniu określonej siły wiatru lub natężenia światła, włączały lub wyłączały konkretne urządzenie. Przykładowo przy zbyt silnym wietrze markizy będą automatycznie zwinięte, a po zmierzchu światło w ogrodzie zapali się. Dzięki modułowi zegarowemu można także automatycznie wyłączyć światło o zadanej godzinie. Wszystkie moduły tego systemu są przystosowane do instalacji na szynie DIN, przez co konieczne jest prowadzenie przewodów od czujników i przycisków do jednego centralnego miejsca, a stamtąd z powrotem do odbiorników. Moduły komunikują się między sobą za pomocą dwużyłowego przewodu podłączanego do zacisków COM. Nieco większymi możliwościami cechuje się system Hometronic firmy Honeywell. Jest to system bezprzewocz e rw ie c

2 0 1 0

temat numeru Tabela 1. Wybór systemu optymalnego do zastosowania Aplikacja

Xcomfort

1 Świeżo wyremontowane, 3- pokojowe mieszkanie; umiarkowanie rozbudowana instalacja; sterowanie oświetleniem, ogrzewaniem i roletami; zabezpieczenie przed zalaniem

Instalacja nie naruszy znacznie istniejących wykończeń wnętrz. Radiowe, przyklejane przyciski oraz aktory podtynkowe wystarczą do sterowania domem. Aktory można też montować w obudowach lamp. Ewentualna instalacja panelu centralnego wymaga jedynie konieczność podłączenia zasilania. Tańszą alternatywą dla panelu są piloty zdalnego sterowania. Odbiorniki włączane do gniazdka umożliwiają sterowanie dowolnym urządzeniem.

Instalacja może odbyć się tak łatwo, jak w przypadku Xcomfort, ale tylko jeżeli instalacja elektryczna została wykonana z dodatkowym przewodem. Jednak wchodzą wtedy w grę jedynie moduły p/t. W przeciwnym wypadku konieczne jest poprowadzenie dodatkowej magistrali, która spowoduje znaczne naruszenie istniejących wykończeń.

Wdrożenie tego systemu spowoduje naruszenie wykończeń. Wymagany jest dodatkowy przewód magistrali, który musi być wszędzie tam, gdzie zainstalowane będą moduły Teletask.

2 Dom z rozległym ogrodem; odległa od domu altanka (lub inny budynek)

Zasięg systemu Xcomfort w otwartej przestrzeni wynosi ok. 100–150m. Jeśli odległość do budynku jest większa, konieczna jest instalacja dodatkowych modułów na drodze do altanki – zwykłych aktorów sterujących np. oświetleniem wzdłuż ścieżki lub specjalnych routerów (do których trzeba doprowadzić zasilanie).

W celu komunikacji z altanką należy doprowadzić do niej przewody elektryczne z dodatkową żyłą. Umożliwia do budowanie odcinków do 1000 m. W celu jej zwiększenia można użyć światłowodów.

Konieczność poprowadzenia magistrali do ogrodu. Maksymalna długość magistrali równa 1km/500m bez dodatkowych wzmacniaczy. Prosta instalacja.

3 Biuro; mała instalacja np. sterowania oświetleniem

Idealnie nadaje się do małych wdrożeń. Do prostego działania potrzebuje po jednym odbiorniku i nadajniku. W ofercie dostępne są także gotowe zestawy wyposażone w jeden nadajnik i jeden lub dwa odbiorniki, które umożliwiają sterowanie oświetleniem, roletami oraz urządzeniami podłączanymi do gniazdek.

Dobrze się sprawdza przy małych wdrożeniach. Jeden moduł logiczny LCN jest w stanie wysterować nawet osiem urządzeń lub 4 silniki.

Każda aplikacja, bez względu na jej wielkość, niesie za sobą konieczność zakupu jednostki centralnej. Jej cena powoduje znaczny wzrost kosztów wdrożenia.

Wdrażanie etapami jest bardzo proste i nie wymaga specjalnego projektu. Warto jedynie pamiętać, żeby stosować większe puszki w celu późniejszej instalacji aktorów. Należy pamiętać, że niektóre moduły wymagają podłączenia zasilania (wejścia analogowe, routery, panele).

Podczas projektowania instalacji należy pamiętać o poprowadzeniu przewodów minimum 4-żyłowych. Niektóre moduły taniej jest instalować w skrzynce rozdzielczej, należy więc przewidzieć w niej odpowiednio dużo miejsca. Zaleca się używanie tzw. puszek z kieszenią (lub pogłębianych). Trzeba też pamiętać, że przewód elektryczny należy doprowadzić wszędzie tam, gdzie będzie w późniejszej fazie konieczne sterowanie (np. w pobliżu zaworów na kaloryferach w celu sterowania głowicami termicznymi).

Należy doprowadzić magistralę wszędzie tam, gdzie będzie potrzebna. Większość modułów jest montowana na szynie DIN, więc trzeba także przygotować dla nich miejsce. Należy też przemyśleć wybór jednostki centralnej. Możliwość wizualizacji i sterowania przez PC ułatwia zarządzanie większymi instalacjami.

Ze względu na ograniczone możliwości sterowania czasowego Xcomfort słabo nadaje się do tego typu instalacji.

Instalacja jest możliwa do zaprojektowania, jednak będzie skomplikowana i droga ze względu na ograniczone możliwości regulacji czasowej modułów logicznych LCN. W szczególności, gdy każda sala ma być sterowana osobnym programem czasowym.

Jednostki centralne oferują szerokie możliwości sterowania czasowego. Dodatkowo, system ten pozwala na zintegrowanie z systemami multimedialnymi, co w przypadku szkoły może się okazać bardzo przydatne. Wysoka cena jednostki centralnej może odstraszać, jednak przy dużych budynkach instalacja taka może przynieść znaczne oszczędności, a co za tym idzie, szybki zwrot inwestycji.

Nie ma możliwości wdrożenia tak dużej instalacji za pomocą systemu Xcomfort.

W historii LCN wyróżnić można wiele takich wdrożeń. Łatwo zintegrować duże powierzchnie dzięki sieci segmentowej oraz światłowodom. W systemie tym można połączyć maksymalnie 30 tysięcy modułów, co wystarcza nawet na bardzo rozbudowane instalacje.

Wykorzystując ideę inteligencji rozproszonej, możemy połączyć do 10 jednostek centralnych, pracujących logicznie jak jedna jednostka. Układ dziesięciu takich jednostek pozwala na poprowadzenie do 40 magistral Autobus. Do jednej magistrali możemy podłączyć maks. 31 modułów, co sumarycznie daje 1240 modułów.

4 Dom wielorodziny; Kompleksowe sterowanie, ale wdrażane etapami

5 Prywatna szkoła policealna; Sterowanie oświetleniem i ogrzewaniem w zależności od zajęć

6 Biurowiec 20-piętrowy

c zer wie c

2 0 1 0

LCN

Teletask

temat numeru Tabela 1 cd. Wybór systemu optymalnego do zastosowania KNX/EIB

W opcji PowerNet lub RadioBus (tzn. po sieci instalacyjnej albo radiowo) wykonanie instalacji jest możliwe, lecz nieopłacalne. Instalacje EIB są korzystne cenowo dopiero przy rozbudowanych projektach. Innym argumentem przeciw tego typu instalacji jest słaba dostępność technologii PowerNet i RadioBus w Polsce.

Dupline

Podobnie jak pozostałe systemy magistralne nie nadaje się ze względu na konieczności poprowadzenia magistrali.

ESEA

W przypadku gdy wraz z instalacją elektryczną położony został kabel magistrali – skrętka ekranowana, nie będzie utrudnień we wdrożeniu systemu. Jeśli nie ma magistrali, można sterować urządzeniami w pobliżu rozdzielni zawierającej sterownik i moduły.

Konieczne jest doprowadzenie magistrali do altanki. Jeśli odległość przekracza 350m, wymagana jest instalacja dodatkowego zasilacza, co powoduje konieczność montażu skrzynki rozdzielczej po drodze do altanki.

Konieczność poprowadzenia magistrali do ogrodu. Maksymalna długość magistrali, równa 10km bez dodatkowych wzmacniaczy. Prosta instalacja.

Odległość maksymalna jest nieograniczona, gdyż sterowniki mogą komunikować się ze sobą m.in. poprzez Ethernet. Natomiast magistrala komunikacyjna jednego sterownika nie powinna być dłuższa niż 1200m. Przy altance powinna być rozdzielnica, gdzie zamontuje się moduły sterujące funkcjonalnością wokół dodatkowego obiektu.

Pomimo że jest to system zdecentralizowany, jest raczej drogi. W małych instalacjach oszczędności będą niewielkie, dlatego lepiej rozważyć tańsze systemy o podobnej funkcjonalności.

Podobnie jak Teletask, jest to system wymagający jednostki centralnej, więc prosta instalacja mająca sterować kilkoma obwodami świetlnymi jest mało opłacalna.

Do biur dobrze nadają się najprostsze sterowniki ESEA mające pełną funkcjonalność, ale ograniczoną liczbę wejść i wyjść przekaźnikowych.

Jak najbardziej nadaje się do instalacji rozwijanych etapami. Nie zawiera jednostki centralnej, więc nie potrzeba inwestować od razu dużych pieniędzy. Magistrala oczywiście musi być poprowadzona od razu. Warto też zadbać o dużo miejsca w skrzynce, ponieważ niektóre moduły są montowane na szynie. Jeśli przewiduje się instalację paneli dotykowych, najlepiej jest z góry zaplanować ich lokalizację, ponieważ wymagają one zasilania. Pozostałe moduły są zasilane z magistrali. Jeśli planujemy integrację z innymi systemami, należy w razie konieczności poprowadzić dodatkowe magistrale.

Możliwość prowadzenia magistrali całkowicie dowolnie ułatwia rozbudowanie instalacji, jednak podobnie jak w innych systemach magistralnych, trzeba ją przygotować od razu. Jeden generator może obsłużyć 128 urządzeń, można jednak rozbudować system, łącząc ze sobą 32 generatory w sieci Modbus lub 98 w sieci Proﬁbus. W porównaniu z pozostałymi, system ten ma jednak dość ograniczone możliwości.

Instalację inteligentną można zacząć budować od prostego sterownika i kilku modułów. Rozbudowując dom, można stopniowo dokładać kolejne funkcjonalności do istniejącej jednostki. Na początku budowy równolegle z instalacją elektryczną należy położyć wspomnianą skrętkę ekranowaną.

Zbyt małe możliwości sterowania czasowego do tego typu instalacji.

Możliwe jest zaawansowane sterowanie dużymi obiektami. Sterowniki mają wbudowany zegar czasu rzeczywistego, dzięki czemu funkcje czasowe mogą być swobodnie realizowane. Brak komunikacji z urządzeniami multimedialnymi wykorzystywanymi w szkołach – np. rzutnikiem.

Teoretycznie można zastosować system Dupline w takiej instalacji, jednak jak na biurowiec ma on zdecydowanie za małą funkcjonalność.

W takim obiekcie należy zastosować sterowanie rozproszone. Kilka lub kilkanaście sterowników połączonych poprzez Ethernet może zarządzać całym budynkiem. Każdy ze sterowników może mieć do 256 wejść/wyjść. Ponadto do odleglejszych zakątków obiektu można poprowadzić magistralę, do której podłączonych może być do 16 urządzeń komunikujących się z wykorzystaniem protokołu Modbus.

Podobnie jak Teletask umożliwia integrację z systemami multimedialnymi, nie ma jednak drogiej jednostki centralnej. Zamiast niej konieczny jest zakup specjalizowanych modułów zegarowych, co w niektórych wypadkach może przestać być opłacalne.

Podobnie jak LCN istnieje już wiele wdrożeń KNX/EIB w dużych biurowcach. Możliwość podłączenia ponad 60 tysięcy modułów sprosta wymaganiom nawet największych instalacji. Ponadto, możliwe jest stworzenie instalacji hierarchicznej z podziałem na budynki, piętra i pomieszczenia, znacznie ułatwiającej programowanie i zarządzanie siecią.

cz e rw ie c

2 0 1 0

temat numeru dowy, co znacznie upraszcza instalację. Składa się z jednostki centralnej Hometronic Manager, czujników i urządzeń wykonawczych. Jednostka centralna pozwala na tworzenie programów czasowych, okolicznościowych i symulację obecności. Umożliwia też zmianę nastaw temperatury, odczyt wartości z czujników i centralne sterowanie wszystkimi odbiornikami. Systemem można sterować także za pomocą pilota. Dostępne są w nim regulatory strefowe i moduły w pomieszczeniach służące do sterowania głowicami grzejnikowymi i siłownikami termicznymi. Możliwe jest również sterowanie napędami rolet, a także – dzięki napędowi pasowemu – podnoszenie i opuszczanie pasowych żaluzji rolkowych. Dość ciekawym modułem jest zestyk magnetyczny działający jako zabezpieczenie przed działaniem żaluzji w przypadku np.

Rys. 1

otwartych drzwi na taras lub balkon. System Hometronic umożliwia ponadto bezprzewodowe sterowanie dowolnym urządzeniem dzięki modułowi przełączającemu wtykanemu bezpośrednio do gniazdka elektrycznego. Jeden moduł Hometronic

Grzegorz Łukasik Emiter

Co decyduje o wyborze konkretnego rozwiązania przez klienta? Największe doświadczenie mamy w sektorze rezydencji, gdzie o wyborze systemu rozstrzygają osobiste preferencje inwestora. Do czynników decydujących należy prestiż (automatyka jest wciąż rzadko spotykanym rozwiązaniem) i walory estetyczne (futurystyczne panele do wizualizacji, sceny świetlne). Mniej klientów docenia bezpieczeństwo, oszczędność czasu i energii oraz wygodę, które mogą zapewnić inteligentne instalacje. Ważnym kryterium decydujacym o wyborze omawianych rozwiązań jest integracja obsługi instalacji w domu. Nikt nie lubi ścian z wieloma różnymi panelami: do ogrzewania, do domofonu, do alarmu, do światła. Niestety wiele urządzeń wymaga oddzielnych paneli sterujących, dlatego sądzę, że przyszłość należy do rozwiązań umożliwiających integrację instalacji. Ciekawe rozwiazania oferuje, specjalizujaca się w panelach do wizualizacji i sterowania, ﬁrma Divus. Jeden ekran, za którym kryje się nowoczesny komputer, służy do sterowania automatyką domu, wideodomofonem, kamerami i dodatkowo oferuje dostęp do Internetu, zawsze pod ręką, gotowy do działania. Jak wygląda rynek dostawców rozwiązań do tworzenia inteligentnych budynków? Czy jest on domeną dużych dostawców, czy może jednak obsługują go

c zer wie c

2 0 1 0

Oprogramowanie ETS3 – przykładowy projekt

Manager może sterować 32 odbiornikami elektrycznymi i 16 strefami grzewczymi korzystającymi z grzejników i/lub ogrzewania podłogowego. Maksymalna odległość pomiędzy centralą i pozostałymi modułami nie może być większa niż 25–30 m.

przede wszystkim niewielkie ﬁrmy specjalizujące się w tej tematyce? W Europie w segmencie dużych obiektów króluje KNX. Dzieje się tak ze względu na zaangażowanie dużych koncernów. Natomiast w małych i średnich instalacjach dobrze sobie radzą inne systemy. Przykładem jest Teletask z 24-letnim doświadczeniem w branży inteligentnego domu, który wprowadza do oferty nowinki techniczne, ale z drugiej strony utrzymuje dopracowane, tradycyjne rozwiązania. Do pierwszej grupy należą futurystyczne panele sterujące, wykorzystanie technologii bezprzewodowej i Internetu, do drugiej np. możliwość prostego sterowania poprzez tradycyjny telefon lub telewizor, doceniana przez starsze pokolenie. Dlatego specjalistyczne ﬁrmy, oferujace systemy lepiej dopasowane do potrzeb klienta i prostsze w instalowaniu oraz obsłudze, będą wciąż wygrywać z gigantami branży, nastawionymi na uniwersalność i duże obiekty. Jakie są wiodące technologie w branży? Jestem zwolennikiem tradycyjnych rozwiązań magistralowych. Zapewniają one lepszą jakość połączeń i działania systemu. Rozwiązania bezprzewodowe są dobre dla popularnych instalacji oraz jako uzupełnienie systemu przewodowego. Jednocześnie rozwój Internetu umożliwił bezpośrednią kontrolę nad obiektem z dowolnego miejsca i w każdym czasie, co w połączeniu z inteligentnymi instalacjami w budynku daje nieograniczone możliwości. Teraz przed producentami stoi kolejne ważne wyzwanie – wprowadzenie takiego systemu transmisji danych oraz oprogramowania, które umożliwi łatwą integrację wszystkich instalacji.

temat numeru TABELA 2. Porównanie parametrów omawianych systemów System

Luxor

Hometronic Xcomfort LCN KNX/EIB Dupline Teletask Sterowanie Dwustanowe / płynne / czasowe / reg1 ●/●/●/○ ●/●/●/● ●/●/●/● ●/●/●/● ●/●/●/● ●/●/●/. ●/●/●/● Sceny świetlne / warunki6 / klimatyzacja ○/P/○ ● / P / ●2 ● / PZL / ●2 ● / PZL / ●2 ● / PZL / ● ● / PZL / ●2 ● / PZL / ● Sensory ○ ○ Dodatkowe we/wy C/A7 ●/● ●/● ●/● ●/○ ●/● Czujniki w ofercie ○/○/○ ●/○/○ ●/○/○ ●/○/○/● ●/●/●/● ●/●/./● ●/●/○/● Cz. temp. / wilgotności / CO2 / oświetlenia /● /● /● Stacja pogodowa / cz. ruchu / cz. obecności ●/○/○ ●/○/○ ●/●/○ ●/●/○ ●/●/● ●/●/● ○/○/○ ○ ○ ○ ●/●/● ./●/● ●/○/● ●/○/○ Czujnik zalania / kontaktrony / cz. dymu Bezpieczeństwo Alarm / sym. obecności / ident. domowników ○ / ● / ○ ○/●/○ ○/●/○ ○5 / ● / ● ./●/. ●/●/○ ●/●/● Komunikacja z systemem ○ Panele dotykowe / przyciski / pilot ○/●/● ○/●/● ○ / ●3 / ● ●/●/● ●/○/● ●/●/● Internet, GSM, GSM, ○ ○ Zdalna GSM GSM5 Bluetooth Internet, TV Bluetooth ○ ○ ● ● ● ● ● Komputer Sieć, radio, Modbus, Magistrala COM Radio Radio Sieć4 Autobus InstaBus radio KonfiKonfiguraWebserver Prosoft guracja ETS3 Oprogramowanie8 cja pokręMRF S/K LCN S/K/W S/K/W, śrubokręS/K/W S/K/W tłem Proline tem ○ ● ● ○ ○ ● ● Scentralizowany 1 – regulator temperatury 2 – regulacja włącz/wyłącz 3 – LCN ma panele przycisków pojemnościowych oraz jest kompatybilny z przyciskami KNX/EIB 4 – za pośrednictwem dodatkowej żyły D 5 – za pomocą zewnętrznego urządzenia firmy Domiq możliwa jest integracja z Satelem oraz sterowanie przez iPod Touch i iPhone

6 – P – reakcja na przekroczenie progu, Z – reakcja na zdarzenie zarejestrowane przez sensor, L – reakcja na spełnienie warunku logicznego 7 – możliwość podłączenia konwencjonalnych czujników binarnych/ analogowych 8 – oprogramowanie do: S – sterowania, K – konﬁguracji, W – wizualizacji

Tomasz Gruda vBASS

Jakie są najpopularniejsze w Polsce i na świecie rozwiązania stosowane w inteligentnych budynkach? Jakie są technologie wiodące? Wydaje się, że najpopularniejsze na polskim rynku są wśród integratorów instalacje magistralowe opierające się na otwartych protokołach komunikacyjnych. Można zaryzykować takie stwierdzenie na podstawie liczby ﬁrm oferujących technologię, projektów instalacji czy choćby użytkowników wypowiadających się na forach internetowych. Standard KNX najbardziej zakorzenił się wśród wymagających właścicieli willi. Ponad 200 producentów urządzeń KNX daje możliwość zaprojektowania zaawansowanego systemu, a szeroka gama ładnych przycisków naściennych powoduje, że znajdziemy coś do każdego wnętrza. W ofercie technologii KNX – oprócz podstawowych urządzeń – np. do sterowania światłem – znalazły się produkty bardziej wyspecjalizowane. Pozwalają one m.in. stworzyć wspólny system dla regulatorów kotłów ciepła, saun, systemów solarnych, urządzeń do pomiaru poziomu cieczy w zbiornikach (stosowanych często w szambach), klimatyzacji czy systemów audio. LCN oraz Xcomfort to często spotykane technologie zamknięte, głównie na inwestycjach mniej wymagających, gdzie użytkownicy pragną czegoś ponad tradycyjną instalację. Xcomfort nadaje się do istniejących mieszkań z instalacją konwencjonalną, natomiast LCN oferuje ciekawe rozwiązania – widać, że jego producent ma dobre wyczucie potrzeb rynku. Z kolei w przypadku dużych obiektów komercyjnych spotyka się magistralowe, otwarte technologie LonWorks, BACnet, niekiedy KNX (np. na stadionach, w hotelach). Cechują się one najszerszym asortymentem rozwiązań dedykowanych do tego typu aplikacji.

c zer wie c

2 0 1 0

SYSTEMY Z MOŻLIWOŚCIĄ STEROWANIA WARUNKOWEGO Do kolejnej grupy systemów automatyki domowej zalicza się systemy dające możliwość zaawansowanego sterowania warunkowego oraz komunikacji za pomocą sieci GSM lub Internetu. Ich programowanie odbywa się za pomocą komputera osobistego i specjalnego oprogramowania wspomagającego projektowanie i konfigurację, a czasami umożliwiającego także wizualizację pracy systemu. Często występującym składnikiem tej klasy systemów jest dotykowy panel sterujący zapewniający dostęp do większości funkcji i parametrów konfiguracyjnych. Szeroka gama dostępnych czujników również zwiększa funkcjonalność tego typu rozwiązań. Dzięki segmentowej strukturze

temat numeru Teleco

Sienna

IDRA

●/●/●/● . / Z / ○

●/●/./○ ● / Z / ○

●/●/●/. ● / PZL / .

○

●/○

●/●

○/○/○/●

○

●/●/○/●

●/●/● ●/●/○

○ ○

○/●/○ ○/○/○

○/./○

./●/.

○/●/●

○/○/●

GSM

Internet

●

○/●/● E-mail, TV, GSM ●

Radio

Sieć

IDRANet

Sienna S/K

Cortex S/K

●

○

systemy tej kategorii mogą być stosowane w rozległych instalacjach, np. w biurowcach lub centrach handlowych. Oprócz oszczędności zwią-

zanych ze zmniejszeniem zużycia energii, instalacje tego typu znacznie podnoszą standard życia i komfort pracy. Dość charakterystycznym systemem, który należałoby zaliczyć do omawianej kategorii, jest LCN (Local Control Network). Obejmuje on 7 rodzajów uniwersalnych modułów logicznych, mogących pełnić rolę zarówno tzw. aktorów, czyli odbiorników sterujących, jak i sensorów. Różnią się głównie liczbą wejść/wyjść i sposobem montażu (w puszce instalacyjnej lub na szynie DIN). Każdy moduł ma możliwość sterowania zarówno czasowego, jak i warunkowego, dzięki czemu nie ma potrzeby dokupywania zegarów czy bramek logicznych. Dzięki specjalnej karcie transpondera możliwe jest automatyczne otwieranie drzwi osobom uprawnionym do wejścia do danego pomieszczenia, natomiast moduł GSM umożliwia sterowanie i kontrolę systemu za pomocą wiadomości SMS. Do modułów systemu LCN można podłączyć standardowe łącz-

niki i czujniki, zarówno te zwracające wartość w postaci analogowej, jak i dwustanowe. Za pomocą odpowiednich adapterów można podłączyć do nich także przyciski zgodne ze standardem KNX/EIB. Dane w tym systemie są przesyłane za pomocą dodatkowej żyły przewodu sieciowego oraz żyły zerowej, tak więc konieczne jest

Polecany produkt

ESEA – inteligentny system automatyki budynkowej Inteligentny budynek – komfort, oszczędność, bezpieczeństwo Oferowany system automatyki budynkowej bazuje na urządzeniach przemysłowych oferowanych przez ﬁrmę Multiprojekt. Komunikacja między urządzeniami odbywa się za pomocą sieci przewodowej RS-485 z wykorzystaniem przemysłowego protokołu transmisji danych Modbus RTU. Dzięki takiemu rozwiązaniu stworzono system otwarty do współpracy z praktycznie dowolnym urządzeniem wykorzystującym ten standard. System posiada bardzo dużą funkcjonalność. Można przy jego pomocy zrealizować funkcje sterowania ogrzewaniem, oświetleniem (z płynną regulacją natężenia światła), funkcje alarmu, kontroli dostępu, komunikacji przez Internet, SMS, itd. Zasto-

sowanie urządzeń przemysłowych zwiększa niezawodność systemu. Dodatkowo zastosowano urządzenia nie stosowane w przemyśle, jak między innymi wielokanałowe cyfrowe ściemniacze oświetlenia czy piloty radiowe. Z systemu mogą korzystać osoby nie posiadające specjalistycznej wiedzy z dziedziny automatyki. Przykładowe urządzenia: – urządzenia do montażu w puszce podtynkowej Ø 60mm: • moduł pomiaru temperatury MCT-1, • moduł pomiaru temperatury i wilgotności MCTH-1, • moduł 6 wejść cyfrowych MWE-6P, • ściemniacz do oświetlenia LED SCL-2. – cyfrowy ściemniacz oświetlenia (SCB-3A / SCR-3A), – moduł 6 wejść cyfrowych MWE-6, – moduł 16 wyjść cyfrowych MWY-16. ESEA ul.Chwarznieńska 170c, 81-602 Gdynia tel. (58) 325 24 32, fax (58) 325 24 32 info@esea.pl, http://www.esea.pl

cz e rw ie c

2 0 1 0

temat numeru wykonanie całej instalacji elektrycznej za pomocą przewodu minimum czterożyłowego. W sieci LCN można utworzyć maksymalnie 120 segmentów po 250 modułów każdy. Topologia sieci w ramach jednego segmentu jest dowolna, ale pomiędzy segmen-

tami konieczne jest poprowadzenie magistrali liniowej. W celu połączenia znacznie oddalonych od siebie segmentów możliwe jest wykorzystanie światłowodów. Odległość między kolejnymi sprzęgami do światłowodów może wynosić nawet do 2km.

Elementy składowe różnych systemów inteligentnych budynków y

Centrala HCM200 ﬁrmy Honeywell

Odbiorniki sterujące Xcomfort

Czujnik wiatru Luxor 413

Pokojowy regulator temperatury ﬁrmy Gira

c zer wie c

2 0 1 0

Uniwersalny moduł czujników do montażu podtynkowego w systemie LCN

LCN-KT8 – tablica sterownicza z 8 przyciskami i 8 diodami LED

Przycisk poczwórny z regulatorem temperatury ﬁrmy Berker

Moduł Xcomfort Room-Manager

Ponadto można połączyć szeregowo do 5 z nich, co umożliwia tworzenie bardzo rozległych instalacji. Przykładem może być np. ogród zoologiczny w niemieckim mieście Halle, gdzie zastosowany został właśnie system LCN. Do oprogramowania potrzebny jest komputer klasy PC z zainstalowanym oprogramowaniem systemowym LCN oraz układ sprzęgający komputer z siecią LCN (moduł LCN-PK). Warto jeszcze wspomnieć, że firma DOMIQ stworzyła dla LCN specjalny moduł, który umożliwia m.in. sterowanie przez iPod Touch, iPhone oraz monitoring z kamer IP. Kolejnym przykładem bezprzewodowego systemu tej klasy jest Xcomfort firmy Moeller. Zapewnia on funkcjonalność podobną do LCN, jednak ze względu na ograniczony zasięg fal radiowych nadaje się raczej do mniejszych instalacji. Może pracować jako system rozproszony lub scentralizowany. W pierwszym przypadku możliwości systemu ograniczają się do sterowania aktorami podłączonymi do odbiorników, przez naklejane na ścianę bezprzewodowe przyciski. W wersji centralnej konieczne jest zastosowanie jednego z modułów centralnych: Room-Manager lub Home-Manager. Pozwalają one na tworzenie zależności czasowych, warunków logicznych, zaprogramowanie scen świetlnych oraz symulację obecności. Dzięki bezprzewodowym modułom wejść binarnych i analogowych możliwe jest także zastosowanie tradycyjnych łączników i czujników. Dostępny jest też moduł GSM. Ze względu na tłumienie sygnału radiowego przez ściany i inne przeszkody znajdujące się w budynkach, odległość pomiędzy modułami nie powinna przekraczać 30...50m, a w wolnej przestrzeni 100...150m. Dzięki zastosowaniu routingu, tzn. przesyłania sygnału z nadajnika do odbiornika za pośrednictwem innych modułów, nie ma konieczności zachowywania tej odległości względem jednostki centralnej, a jedynie względem najbliższego modułu, gdyż każdy odbiornik sterujący oprócz swoich

Sławomir Bydoń Multiprojekt

Scentralizowany system ESEA steruje zaawansowanymi aplikacjami, które śmiało można nazwać inteligentnymi. Od prostej kontroli temperatury, programowalnych scen świetlnych, aż po kompletne sterowanie systemami wentylacyjnymi z rekuperatorami czy logiczny wybór źródła ciepła w funkcji kosztów. Estymując wycenę systemu, ważnym kryterium jest sprzęt, czyli liczba punktów, jakie są włączane w automatykę. Ze względu na duże możliwości logiczne, zaleca się jego wdrożenie przez doświadczonego integratora automatyki. Poza zaawansowanymi technologiami, jakie oferuje ESEA, znaleźć można paletę paneli dotykowych wykonanych w estetycznych ramkach seryjnych bądź projektowanych na indywidualne zamówienie klienta. System można kontrolować za pomocą przycisków, paneli, telefonu GSM (SMS), urządzeń iPhone oraz przez Internet.

funkcji pełni także rolę routera. W przypadku gdy zaistnieje potrzeba przesłania sygnału na większą odległość, np. do altanki w ogrodzie, możliwe jest zastosowanie modułu routera. Podobnie jak w LCN programowanie systemu odbywa się za pośrednictwem komputera i modułu sprzęgającego PC z siecią Xcomfort. SYSTEMY KOMPLEKSOWE Ostatnią wyróżnioną przez nas grupą są systemy oferujące możliwość integracji z urządzeniami audio-video, monitoringiem i sprzętem AGD. Możliwości tych systemów mogą być wykorzystane na przykład w salach konferencyjnych i wykładowych, halach widowiskowych, ale także w apartamentach i domach jednorodzinnych należących do osób ceniących sobie luksus i wygodę. Ogólnie nadają się do zastosowań wszędzie tam, gdzie oprócz standardowych korzyści płynących z „inteligentnej” instalacji konieczne jest też proste i wygodne sterowanie urządzeniami multimedialnymi. Udostępniają bogatą ofertę przycisków i paneli dotykowych. Systemy te oczy-

temat numeru

wiście nadają się także do prostszych zastosowań i umożliwiają późniejszą modernizację. Jednym z bardziej znanych systemów tego typu jest KNX/EIB. Nie jest to system w sensie opisywanych powyżej rozwiązań, a raczej europejski standard, na podstawie którego zgodne z nim elementy produkuje obecnie ponad 200 producentów zrzeszonych w organizacji KNX/EIBA. Dzięki temu oferuje on niewątpliwie najbogatszą ofertę modułów o bardzo szerokim zakresie funkcjonalności. Podstawowa wersja modułów tego systemu komunikuje się za pomocą jednej pary skrętki ekranowanej. Moduły zasilane są bezpośrednio z magistrali napięciem 24VDC. Podstawową częścią sieci jest linia, do której można podłączyć do 256 elementów magistralowych. Za pomocą sprzęgieł liniowych można połączyć ze sobą do 15 linii w jeden obszar, który z kolei można połączyć z innymi obszarami w jedną linię obszarową (maksymalnie 15 obszarów), co ostatecznie daje możliwość przyłączenia do sieci ponad 60 tys. elementów. Ze względu na wydajność zasilacza odległość do najdalszych modułów (licząc wzdłuż przewodu) nie powinna przekraczać 350m. W razie konieczności możliwe jest podłączenie większej lizby zasilaczy, jednak nie częściej niż co 200m. KNX/EIB jest systemem zdecentralizowanym. W celu realizacji niektórych funkcji logicznych czy czasowych może okazać się konieczne zakupienie specjalizowanych modułów, takich jak bramki logiczne, zega-

c zer wie c

2 0 1 0

ry lub moduły funkcyjne. Dostępne są także bramki GSM, Bluetooth oraz serwery internetowe do zdalnego sterowania i monitorowania. Możliwe jest monitorowanie zużycia energii w czasie rzeczywistym. Tym, co zapieczętowało zaliczenie KNX/EIB do grupy systemów kompleksowych, jest możliwość integracji zarówno ze sprzętem audio-wideo, jak i z nowoczesnymi urządzeniami AGD współpracującymi z tą magistralą. Sterowanie multimediami umożliwia przesłanie obrazu i dźwięku z odtwarzacza do dowolnego odbiornika podłączonego do sieci. Sterowanie sprzętem AGD pozwala na przykład na zmianę temperatury w lodówkach z kilkoma strefami chłodzenia. Programowanie odbywa się podobnie, jak w przypadku systemów grupy drugiej: za pomocą komputera i specjalnego oprogramowania oraz modułu sprzęgającego. Możliwa jest także wizualizacja działania systemu na ekranie komputera. Innym systemem tej klasy jest scentralizowany system Teletask. Jego najważniejszym elementem jest jednostka centralna dostępna w 2 odmianach stosowanych w zależności od wielkości instalacji. Obie umożliwiają programowanie funkcji czasowych, warunków logicznych i scen świetlnych. Rolę magistrali w tym systemie pełnią 2 pary skrętki ekranowanej: jedna zasilająca i jedna komunikacyjna. Maksymalna długość magistrali wynosi 1000 metrów, jednak bez zastosowania dodatkowego zasilacza tylko 500 metrów. Jest to

więc system przeznaczony do średniej wielkości instalacji. Za pomocą specjalnych modułów możliwa jest kontrola dostępu (czytnik kart i czujnik zbliżeniowy). Systemem Teletask można także sterować za pomocą telefonu, iPhone'a, iPoda czy palmtopa. Dostępne w ofercie tego systemu panele dotykowe oprócz standardowego sterowania i wizualizacji mogą mieć wbudowany tuner TV i radiowy oraz mogą pełnić rolę wideodomofonów. Teletask oferuje bardzo duże możliwości integracji z systemami zewnętrznymi, np. z systemem alarmowym Galaxy lub systememami sterowania audio-wideo np. Bose Lifestyle. INNE KRYTERIA Innym kryterium podziału systemów automatyki domowej może być dostępność wszystkich elementów potrzebnych do wykonania instalacji. Chodzi o to, czy w swej ofercie dany system ma oprócz elektroniki także łączniki, przyciski, panele sterujące i dotykowe, czujniki i urządzenia wykonawcze (elektrozawory, termozawory, napędy żaluzji i rolet). Pod tym względem można wyróżnić dwie grupy: systemy nie zawierające tego typu modułów w swej ofercie, jak np. Luxor oraz systemy kompleksowe, jak np. KNX/EIB. Istnieje jeszcze co najmniej kilkanaście innych systemów automatyki domowej. W tabeli umieszczono dla porównania kilka z nich – są to Dupline (przewodowy system o funkcjonalności zbliżonej do Xcomfort), radiowy Teleco, wykorzystujący instalację elektryczną Sienna oraz IDRA, która według producenta ma być tanią konkurencją dla KNX/EIB. Robert Klonek, Paweł Jendrusiewicz

W kolejnej części Druga część artykułu, która opublikowana zostanie w lipcu, zawiera szczegółowy opis systemów Xcomfort, LCN i KNX/EIB, w tym wyceny przykładowych instalacji.