Протокол KNX

Особенности и преимущества

Потребности ваших клиентов постоянно изменяются. Они хотят независимости, им необходимы совместимые системные решения с возможностью их дальнейшего улучшения и развития в будущем. Удобство, низкое энергопотребление и высочайшая надежность — именно эти качества пользуются максимальным спросом у сегодняшних заказчиков современных систем для управления зданиями.

• Создание многофункциональной автономной системы управления инженерными системами объекта с возможностью как локального, так и удаленного управления.
• Возможность централизованного управления инженерными системами объекта.
• Повышение качества жизни и пользования объектом: простота управления и настройки, многообразие возможных функций.
• Снижение расходов и трудозатрат на техническое обслуживание: быстрая реакция на возникающие неполадки оборудования, имитация присутствия в доме, снижение энергозатрат до 50%.
• Проводной тип связи и цифровое управление обеспечивают надежность.
• Гарантия на все устройства 3 года.
• Товарный знак KNX служит символом эталона качества для владельцев зданий.
• KNX — открытая система с широким выбором необходимого оборудования. Свыше 100 производителей предлагают широкий спектр KNX-совместимых и сертифицированных продуктов.
• Высокая степень гибкости: система в любое время может быть с легкостью адаптирована к изменившимся потребностям или расширена, в том числе, путем добавления дополнительных функций и оборудования.

• Свободная топология.
• Простота программирования сценариев управления и настроек.
• Хорошо документированный протокол.
• Нет привязки к одному производителю: широкий ассортимент совместимого оборудования.
• Легкая интеграция практические во все системы верхнего уровня.
• Настройка выполняется с помощью единого для всех производителей инженерно-проектного программного пакета ETS.
• Протокол ISO/IEC 14543.
• Новые компоненты могут быть легко подключены к существующей шинной системе.

• Комфорт и интеллектуальность: простота управления, возможность настройки в зависимости от интенсивности освещения, времени, текущих потребностей и других параметров.
• Широкий выбор совместимых устройств от разных производителей.
• Простота настройки и изменения конфигурации при необходимости.
• Многообразие дизайнерских решений для элементов управления (панели, кнопки и т.п.).
• Возможность комбинирования органов управления нескольких инженерных систем на одном управляющем устройстве.
• KNX можно инсталлировать как в строящиеся, так и в уже существующие здания. KNX может использоваться как в небольших домах на одну семью, так и в крупных административных и коммерческих зданиях (гостиницах, офисных зданиях, конференц-центрах, больницах, школах, магазинах, складах, аэропортах и т.д.).
• Высокая степень гибкости: в любое время система может быть с легкостью адаптирована к изменившимся потребностям или расширена, в том числе, путем добавления дополнительных функций и оборудования.
• Высокая энергоэффективность.
• Высокая коммерческая рентабельность использования систем KNX в проектах.

Принцип работы

KNX — единственная в мире шинная система, использующая полный спектр различных сред передачи информации в системах управления зданиями: витая пара, линии электропередач, радиочастотные каналы и IP-подключение. Различные каналы передачи данных могут быть легко соединены между собой с помощью переходных KNX-устройств. Для наладки KNX-систем используется программный пакет ETS, единый для всех производителей, продуктов и областей применения.

Управление работой KNX-системы может осуществляться как обычным способом, с помощью кнопок, так и с использованием сенсорных панелей. Кроме того, системой можно управлять и дистанционно через Интернет или с помощью телефона.

Среда передачи сигналов управления:

Все контроллеры, датчики и исполнительные устройства подключаются к проводной шине (витой паре).

• максимальная длина кабелей в сегменте — 1 000 м;
• максимальное расстояние от устройства до блока питания — 350 м;
• максимальное расстояние между двумя устройствами — 700 м;
• минимальное напряжение на устройствах — 21 В;
• допустимо использовать любую смешанную топологию сети без закольцовывания (последовательное, комбинированное соединение или звезда).



• Рекомендуется использовать для шины кабель 2×2×0.8, хотя для работы KNX достаточно одной пары линий данных.
• Вторая пара может использоваться для подачи дополнительного питания (некоторые устройства могут питаться от самой шины KNX) или как резерв.
• Стоит уделить внимание защите от перенапряжения и гроз.
• Общее число устройств в одной сети составляет около 58 тысяч.
• Базовым элементом логической структуры является сегмент, который содержит до 64 узлов. До четырех сегментов могут быть объединены в линии, которые могут быть объединены в область (до 15 линий). На самом верхнем уровне можно объединить в систему до 15 областей.

Устройства, работающие по протоколу KNX

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВ

• Могут устанавливаться в стандартные распределительные коробки, либо монтироваться на DIN-рейку.
• Дополнительное питание не требуется: устройства подключаются только к шине KNX и непосредственно датчикам или управляемым устройствам.
• Все устройства KNX сертифицируются. Для программирования обязательно иметь соответствующий устройству файл конфигурации. Файл загружается с сайта производителя и интегрируется в программу ETS. В этой же программе можно изменить конфигурацию устройств по предусмотренной производителем схеме.
• В большинстве случаев, устройства имеют в своем составе несколько объектов, которые являются минимальной единицей для участия в группах, приема и отправки сообщений, настройки параметров и других элементах проекта.

АДРЕСАЦИЯ И КОМАНДЫ

Ключевые особенности

• Обмен данными между устройствами осуществляется напрямую, без непосредственного участия какого-либо отдельного специализированного контроллера.
• Адресация устройств обычно использует схему «область-линия-устройство».
• Собственные адреса необходимо прописывать в каждое устройство на этапе программирования системы через ETS. Данная операция требует физического доступа (обычно — нажатия на кнопку на корпусе), а после установки адреса можно осуществлять все операции удаленно. В дальнейшем эти адреса можно изменить.
• Групповые адреса — элементы системы, которые представляют собой собранные по функциональному признаку устройства. При этом датчик/сенсор (например, кнопка) может отправлять команды только в одну группу, а исполнительные устройства (например, реле) могут принимать информацию сразу в нескольких группах.
• Все устройства в группе должны иметь совпадающие типы данных. Это позволяет реализовать упрощенное управление группой устройств путем отправки одного сообщения на групповой адрес вместо индивидуальной адресации.
• Групповые адреса можно разбивать по определенным категориям. Например, по схеме «этаж-комната-освещение».
• Кроме отправки команд исполнительным устройствам, предусмотрены и другие типы сообщений, например, получение статуса. В частности, таким образом можно реализовать сохранение индивидуального управления источником света одной кнопкой (нажатие вызывает переключение) с одновременным участием этого источника света в сцене.
• В схеме не предусмотрено никаких программ, в том числе логических действий, проверки условий, задержек, циклов и других операций. Однако можно подключать устройства, в которых есть базовые логические операции, либо использовать внешние логические блоки.
• Отдельный класс устройств представляют собой контроллеры. Они оборудованы собственным процессором, адаптером шины KNX, а также могут иметь и другие интерфейсы. Эти устройства способны выполнять множество дополнительных операций, включая работу с таймерами и временем, сценами, проверкой логических условий (например, по состоянию датчиков), взаимодействие с внешними устройствами и другими системами.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Всё программирование системы KNX осуществляется в программе ETS (Engineering Tool Software). Это обеспечивает унификацию и совместимость решений разных производителей.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

• Создание файла проекта.
• Импортирование информации об используемых устройствах в каталог программы.
• Создание структуры здания.
• Добавление устройств из каталога в проект.
• Выбор адресов, настройка параметров, добавление комментариев для устройств.
• Создание структуры групповых адресов.
• Распределение устройств по групповым адресам.
• Загрузка проекта в систему автоматизации.
• Проверка работоспособности, диагностика.

Применение для управления освещением

• Централизованный контроль освещения в домах и садах.
• Возможен выбор различных сценариев освещения и индивидуальное изменение яркости источников света.
• Представление всех систем в доме и управление их работой с помощью настенного экрана.
• Предотвращение возможного проникновения в дом посторонних с помощью включения всех систем освещения в доме и вокруг него (режим паники).
• Имитация присутствия людей в доме посредством управления освещением, шторами, жалюзи и ставнями в соответствии с заданным расписанием.

• Контролировать энергопотребление и управлять им. (KNX здесь выступает как средство визуализации и анализа данных)
  • Отслеживание пикового энергопотребления.
  • Измерение силы тока.
  • Отслеживание состояния коммунальных сетей.
  • Отключение нагрузок.
  • Ведение измерений.
  • Контроль скачков напряжения.
  • Регистрация собираемых данных.
  • Визуализация информации.
• Контролировать освещение и управлять им.
  • Включение, выключение и ослабление яркости.
  • Автоматическое управление освещением.
  • Контроль постоянства уровня освещения.
  • Управление в соответствии с заданным расписанием.
  • Сценарии освещения.
  • DALI-шлюзы.
  • Контролировать безопасность и обеспечивать ее.
  • Имитация присутствия людей.
  • Отслеживание возможных сбоев и технических неисправностей.
  • Визуализировать данные и предоставлять возможность управлять различными системами.
  • Кнопки и выключатели.
  • Экраны и сенсорные панели.
  • Инфракрасное дистанционное управление.
  • Визуализация с помощью ПК.
  • Веб-серверы.
• Автоматизация и возможность использования удаленного доступа.
  • Логические функции.
  • Функции, контролируемые по времени.
  • Надзор за системами.
  • Доступ через Интернет.
  • Дистанционное управление и программирование.
  • Отправление сообщений.

«Перспективные новшества, обеспечивающие актуальность протокола KNX в современных реалиях»

• KNX IoT — для быстрой и простой интеграции в систему KNX других устройств, расширяющих функционал стандартных устройств KNX, а так же для создания дружелюбной среды обитания для пользователя. Здесь можно говорить об интеграции в систему автоматизации жилища следующих систем: зарядные станции для автомобиля, энергоменеджмент (при использовании природных источников энергии), пожарная и охранные системы, мультимедиа системы и другие…
• KNX Secure — надстройка над протоколом, которая позволяет шифровать команды для ответственных исполнительных устройств, например системы отопления, ветрозащитных устройств (маркизы, рольставни и т.п.) для предотвращения несанкционированного доступа к этим устройствам извне.