AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan...

17
AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de la GIRA Stud. Eugenu Drăgoescu – UTCB Stud. Ştefan Cărămizoiu – UTCB Tot mai multe persoane cu venituri peste medie încep să investească în “Smart House” (case inteligente), cu echipamente electronice moderne, controlate de microprocesoare, pentru a le face viaŃa mai frumoasă. Cine Ńine la siguranŃa familiei, la confort, are bani mai mulŃi decat media şi mintea deschisă spre nou poate acum să-şi transforme casa într-un paradis desprins parcă din filmele science fiction. Curentul “Smart House” a patruns şi în Romania, iar tot mai multe VIP-uri şi oameni de afaceri apelează la tehnica pentru a locui într-o casă mai sigură şi, mult mai confortabilă. O astfel de “Smart House” care beneficiază de un sistem EIB (European Installation BUS) permite acŃionarea automată la comandă a jaluzelelor, a luminiilor sau a încălzirii. În funcŃie de anotimp sau de vreme senzorii aflaŃi la exteriorul şi interiorul clădirii utlilizează la maxim resursele naturale (lumina, caldura), nici securitatea nu este neglijată de acest sistem fiind încorporate detectoare de gaze şi temperatură, senzori de mişcare şi contacte magnetice pentru uşi şi geamuri. Toate aceste sisteme prezente într-o “Smart House” au un singur scop: îmbunătăŃirea comfortului a siguranŃei şi a economisirii resurselor naturale. Traind într-o lume în care resursele naturale sunt limitate, folosirea lor eficientă este foarte importantă. Pentru îndeplinirea acestui scop are loc monitorizarea, comanda şi controlul instalatiilor de încălzire, ventilare, climatizare etc., din camere. Cu ajutorul senzorilor sistemul de securitate se trece automat în regim de funcŃionare economică dacă încaperea este goală sau normală când este prezentă o persoană. Cu senzorii externi se opreşte încălzirea iarna (respectiv răcirea varaAm vazut dar...Am vazut dar...A) dacă locuinŃa este goală. Nici iluminatul nu scapă de interconexiuni şi control global reglându-se prin senzori de mişcare în funcŃie de prezenŃa sau absenŃa persoanelor din încăpere. Există atât clădiri publice cât şi locuinŃe private care sunt construite într-un asemenea sistem. Ajunge să intraŃi în sediul central al firmei Allianz Tiriac din Bucureşti pentru a vedea aceasta. Sistemul a fost astfel creat pentru a reduce costurile de administrare, pentru o clădire de 8 etaje cu 66 de birouri separate şi o altă serie de compartimentări, sau sa vizitati vilele rezidenŃiale care beneficiază de un asemenea sistem prin care controlul iluminării, al încălzirii, ventilaŃiei aerului condiŃionat, al jaluzelelor, a sistemelor de securitate şi închiderea centralizată formează un tot unitar. Această unitate este conferită de firmele integratoare de sistem care completează munca pe care o face constructorul. Integratorul de sistem trebuie să cunoască modelul EIB/KNX (de la Gira), iar gradul de dificultate al integrării sistemului în clădire este foarte mic, el putând fi instalat înainte de terminarea finisăriilor. Sistemul Instabus integrează şi sistemele de securitate ca alarma de incendiu, efracŃie, scurgeri de gaz, sau alte defecŃiuni. Alarmele pot fi anunŃate la un punct central (display cu cristale lichide, televizor, etc) dar şi la distanŃă: poliŃie, pompieri, salvare, proprietari. Pentru că fiecare component Instabus este microprocesat, sistemul Instabus poate părea ceva mai scump. Dar costul mai ridicat al materialelor este compensat de reducerea manoperei, de reducerea cablajului şi a instalaŃiilor care urmează a fi integrate. Costurile de întreŃinere şi monitorizare vor fi de asemenea scăzute: orice eveniment este automat înregistrat şi istoricul evenimentelor poate fi listat periodic. Cel mai important avantaj este reducerea consumului energetic care poate scădea la 60% şi chiar 75% atunci când instalaŃia Instabus integrează toate funcŃiunile: iluminat, jaluzele, încălzire-climă-ventilaŃie, detecŃie de mişcare şi alarme tehnice.

Transcript of AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan...

Page 1: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de la GIRA

Stud. Eugenu Drăgoescu – UTCB

Stud. Ştefan Cărămizoiu – UTCB Tot mai multe persoane cu venituri peste medie încep să investească în “Smart House”

(case inteligente), cu echipamente electronice moderne, controlate de microprocesoare, pentru a le face viaŃa mai frumoasă.

Cine Ńine la siguranŃa familiei, la confort, are bani mai mulŃi decat media şi mintea deschisă spre nou poate acum să-şi transforme casa într-un paradis desprins parcă din filmele science fiction. Curentul “Smart House” a patruns şi în Romania, iar tot mai multe VIP-uri şi oameni de afaceri apelează la tehnica pentru a locui într-o casă mai sigură şi, mult mai confortabilă.

O astfel de “Smart House” care beneficiază de un sistem EIB (European Installation BUS) permite acŃionarea automată la comandă a jaluzelelor, a luminiilor sau a încălzirii. În funcŃie de anotimp sau de vreme senzorii aflaŃi la exteriorul şi interiorul clădirii utlilizează la maxim resursele naturale (lumina, caldura), nici securitatea nu este neglijată de acest sistem fiind încorporate detectoare de gaze şi temperatură, senzori de mişcare şi contacte magnetice pentru uşi şi geamuri. Toate aceste sisteme prezente într-o “Smart House” au un singur scop: îmbunătăŃirea comfortului a siguranŃei şi a economisirii resurselor naturale. Traind într-o lume în care resursele naturale sunt limitate, folosirea lor eficientă este foarte importantă. Pentru îndeplinirea acestui scop are loc monitorizarea, comanda şi controlul instalatiilor de încălzire, ventilare, climatizare etc., din camere.

Cu ajutorul senzorilor sistemul de securitate se trece automat în regim de funcŃionare economică dacă încaperea este goală sau normală când este prezentă o persoană. Cu senzorii externi se opreşte încălzirea iarna (respectiv răcirea varaAm vazut dar...Am vazut dar...A) dacă locuinŃa este goală. Nici iluminatul nu scapă de interconexiuni şi control global reglându-se prin senzori de mişcare în funcŃie de prezenŃa sau absenŃa persoanelor din încăpere.

Există atât clădiri publice cât şi locuinŃe private care sunt construite într-un asemenea sistem. Ajunge să intraŃi în sediul central al firmei Allianz Tiriac din Bucureşti pentru a vedea aceasta. Sistemul a fost astfel creat pentru a reduce costurile de administrare, pentru o clădire de 8 etaje cu 66 de birouri separate şi o altă serie de compartimentări, sau sa vizitati vilele rezidenŃiale care beneficiază de un asemenea sistem prin care controlul iluminării, al încălzirii, ventilaŃiei aerului condiŃionat, al jaluzelelor, a sistemelor de securitate şi închiderea centralizată formează un tot unitar. Această unitate este conferită de firmele integratoare de sistem care completează munca pe care o face constructorul. Integratorul de sistem trebuie să cunoască modelul EIB/KNX (de la Gira), iar gradul de dificultate al integrării sistemului în clădire este foarte mic, el putând fi instalat înainte de terminarea finisăriilor. Sistemul Instabus integrează şi sistemele de securitate ca alarma de incendiu, efracŃie, scurgeri de gaz, sau alte defecŃiuni. Alarmele pot fi anunŃate la un punct central (display cu cristale lichide, televizor, etc) dar şi la distanŃă: poliŃie, pompieri, salvare, proprietari.

Pentru că fiecare component Instabus este microprocesat, sistemul Instabus poate părea ceva mai scump. Dar costul mai ridicat al materialelor este compensat de reducerea manoperei, de reducerea cablajului şi a instalaŃiilor care urmează a fi integrate.

Costurile de întreŃinere şi monitorizare vor fi de asemenea scăzute: orice eveniment este automat înregistrat şi istoricul evenimentelor poate fi listat periodic. Cel mai important avantaj este reducerea consumului energetic care poate scădea la 60% şi chiar 75% atunci când instalaŃia Instabus integrează toate funcŃiunile: iluminat, jaluzele, încălzire-climă-ventilaŃie, detecŃie de mişcare şi alarme tehnice.

Page 2: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

1. Despre Instabus EIB

CerinŃele tot mai ridicate din punct de vedere al flexibilităŃii şi confortului referitor la instalaŃiile electrice, împreună cu dorinŃa de a minimiza consumul de energie, au dus la un sistem de management pentru clădiri.

La baza tehnicii de BUS utilizată în acest sistem, stă un concept european comun şi anume „European Installation BUS”, pe scurt EIB. În acest context numeroase firme producătoare s-au unit în European Installation BUS Association (EIBA).

Firmele membre EIBA asigură compatibilitatea produselor realizate pentru acest sistem astfel că la realizarea aceleaşi instalaŃii electrice este posibilă utilizarea de aparate ale diferitelor firme producatoare.

DorinŃa de a obŃine un confort mărit şi mai multe posibilităŃi din punct de vedere tehnic, conduce la o complexitate tot mai ridicată a instalaŃiilor electrice. În acest sens instalaŃiile electrice convenŃionale nu mai fac faŃă cerinŃelor.

Sistemul Instabus reprezintă soluŃia pentru realizarea într-un mod economic şi mult mai simplu a tuturor acestor cerinŃe.

Sistemele tehnice integrate capabile să automatizeze o clădire au obŃinut în ultimii ani o dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii lor. Aceasta este de înŃeles, având în vedere avantajele oferite: o mai bună gestiune a consumului de energie, confort, securitate. Un astfel de sistem este Instabus EIB/KNX produs de firma germană GIRA.

1.1 Argumente În instalaŃiile convenŃionale, fiecare funcŃie necesită un cablu de alimentare propriu, iar

fiecare sistem de comandă se realizează separat. Cu ajutorul sistemului Instabus, se comandă, se urmăresc şi se anunŃă toate funcŃiile şi secvenŃele de lucru prin intermediul unui cablu comun. Astfel, alimentarea cu energie electrică a consumatorilor se face direct, fără să mai fie necesară trecerea prin elementele de comandă.

Prin utilizarea sistemului Instabus, în afara reducerii necesarului de cabluri rezultă şi alte avantaje:

• InstalaŃiile se realizează mult mai uşor; • InstalaŃiile pot fi ulterior foarte uşor modificate sau extinse.

În cazul în care se doreşte modificarea ulterioară a împărŃirii în încăperi sau a funcŃiilor

participanŃilor la BUS, sistemul Instabus permite o organizare foarte uşoară a acestora prin simpla modificare a parametrilor acestor aparate, fără a fi necesară o modificare a cablajului existent.

Modificarea parametrilor se realizează cu ajutorul unui PC, care se conectează la sistem şi cu ajutorul softului de proiectare şi instalare ETS (EIB Tool Software), software utilizat şi la punerea în funcŃiune a sistemului.

Instabus EIB poate fi conectat cu ajutorul unei interfeŃe şi cu elementele de comandă ale altor sisteme de automatizare pentru clădiri (de exemplu sistem de management pentru încălzire, climatizare, ventilaŃie, etc.) sau la linia telefonică (digitală). Astfel se poate folosi Instabus EIB într-o casă în care locuieşte o familie (se va vedea în continuarea articolului chiar un astfel de exemplu tratat pe larg) cât şi în hoteluri, şcoli, bănci, clădiri de birou, etc.

Page 3: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Fig. 1 – Schema bloc de conectare a componentelor sistemului instabus EIB

1.2 Transmisia datelor Instabus EIB este un sistem descentralizat, comandat pe bază de evenimente, cu transmisia

serială a datelor pentru comanda, urmărirea şi raportarea funcŃiilor în exploatare. Printr-un traseu comun, care este cablul de BUS, se realizează schimbul de informaŃii între

toŃi participanŃii la BUS. În figura 1 este prezentată schema bloc de conectare a participanŃilor la BUS (senzori şi

elemente de execuŃie) dintr-o instalaŃie. La Instabus, transmisia datelor şi alimentarea participanŃilor la BUS (cu tensiune continuă care variaza între 15V si 36V) prin cablul comun de BUS.

Transmisia datelor se face serial, informaŃia fiind transformată într-o telegramă şi transportată prin cablul de BUS de la un senzor (element de comandă), la unul sau mai multe elemente de execuŃie.

Fiecare participant la BUS primeşte în timpul proiectării, cu un software specializat, o adresă fizică proprie, cu ajutorul căreia să poată fi oricând identificat fără echivoc. Pentru dialogul dintre participanŃi în timpul funcŃionării este însă utilizată adresa logică, numită şi adresa de grup. În fiecare telegramă este introdusă adresa de grup de către emiŃător.

Fiecare receptor confirmă receptarea mesajului atunci când acesta a fost recepŃionat. În cazul în care această confirmare nu este recepŃionată de către emiŃător, acesta repetă telegrama de maximum trei ori.

Dacă nici în acest caz nu se primeşte confirmarea, se întrerupe procesul de transmitere a telegramei, iar eroarea este înscrisă în memoria emiŃătorului.

La Instabus transmisia datelor nu este separată galvanic datorită faptului că tensiunea de alimentare de 15V a participanŃilor la BUS este şi ea transmisă prin acelaşi cablu ca şi telegramele. Telegramele sunt modulate pe această tensiune constantă. In acest context 0 logic corespunzând unui impuls, iar lipsa unui impuls fiind interpretată drept 1 logic.

Datele cuprinse în telegrame sunt transmise asincron. Sincronizarea acestor transmisii se realizează prin biŃi de START şi de STOP.

Accesul la BUS ca mediu fizic comun de comunicare prin transmisii asincrone trebuie să fie foarte bine reglementat. În cazul Instabus se foloseşte în acest sens metoda CSMA/CA (Carier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). Procedeul CSMA/CA realizează accesul la BUS,

Page 4: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

eliminând coliziunile telegramelor, fără însă a reduce numărul acestora într-o unitate de timp. ToŃi participanŃii la BUS primesc telegramele dar numai receptoarele cărora le sunt

adresate aceste telegrame reacŃionează. În momentul în care un participant la BUS are de emis o telegramă, el trebuie să urmărească pe BUS dacă un alt participant emite şi trebuie să aştepte până când nici un alt participant nu mai emite (Carier Sense). În situaŃia în care BUS-ul este liber, oricare participant la BUS poate să iniŃieze procedura de emisie. (Multiple Access).

În cazul în care încep să emită doi participanŃi concomitent, se va impune cel cu prioritate mai mare (Collision Avoidance), al doilea participant retrăgându-se.

1.3 Adresarea Fiecare scrisoare are nevoie de o adresă pentru ca poşta să o poată trimite la destinaŃie. Într-

un mod asemănător se realizează şi adresarea participanŃilor la BUS. Fiecare participant la BUS primeşte în timpul proiectării cu ETS o adresă fizică proprie, cu

ajutorul căreia el să poată fi oricând identificat fără echivoc. Adresa fizică se atribuie în limbaj BUS şi se orientează după o schemă topologică a sistemului Instabus EIB.

Pentru dialogul dintre participanŃi în timpul funcŃionări este utilizată adresa logică, numită şi adresa de grup. Aceasta nu este orientată după topologia de BUS, ci după criteriile tehnice şi funcŃionale ale sistemului Instabus EIB. În fiecare telegramă este introdusă adresa de grupa de către emiŃător. Fiecare participant urmăreşte pe BUS această telegramă, citeşte adresa de grupa conŃinută de telegramă şi verifică dacă telegrama îi este adresată sau nu.

În timpul proiectării sistemului instabus EIB cu ETS, se stabileşte pentru fiecare participant la BUS, care este adresa de grupa la care el să reacŃioneze. Un participant la BUS care urmăreşte telegramele ce circulă prin BUS, recepŃionează o telegramă numai dacă aceasta îi este adresată prin intermediul adresei de grup. Dacă telegrama nu îi este adresată, participantul la BUS o ignoră.

1.4 Topologia La cea mai mică unitate a sistemului Instabus EIB, şi anume o linie, pot fi conectate până la

64 de aparate compatibile cu acest sistem (participanŃi la BUS). Prin intermediul unor “cuploare de linie” care sunt conectate la aşa numita “linie principală” pot fi legate până la 12 linii formând astfel un domeniu.

Prin legarea a 15 astfel de domenii cu ajutorul unor “cuploare de domeniu” la o aşa numită “linie de domeniu”, se pot crea unităŃi mai mari. La linia de domeniu pot fi legate interfeŃe cu alte sisteme (de exemplu sisteme de management pentru partea de încălzire, climatizare, ventilaŃie, etc) sau cu alte sisteme Instabus EIB.

Chiar dacă într-o unitate pot fi conectate peste 12000 de elemente (participanŃi la BUS), logica sistemului rămâne foarte clară. În timpul funcŃionării nu se ajunge în nici caz la un haos informaŃional, deoarece datorită cuploarelor de linie şi de domeniu, accesul telegramelor este permis pe diferitele linii şi în domenii numai dacă acolo se găsesc elemente cărora le sunt adresate telegramele respective. În acest sens cuploarele de linie şi de domeniu realizează funcŃia de filtrare.

Adresa fizică se orientează după modelul topologic de realizare al sistemului: fiecare participant poate fi foarte uşor identificat prin indicarea numărului de domeniu, de linie şi de element. Pentru repartizarea participanŃilor pe funcŃii tehnico-funcŃionale, se împart adresele de grupă în grupe principale şi secundare.

La proiectare se pot împărŃi adresele de grupa prin diferite domenii, în maxim 14 grupe principale cum sunt de exemplu:

Page 5: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

• comanda iluminatului; • comanda jaluzelelor; • comanda şi controlul climatizării, încălzirii şi ventilaŃiei; • etc. În funcŃie de dorinŃa utilizatorului, fiecare grupă principală poate să continue până la 2048

de subgrupe. Adresele de grupă le sunt repartizate participanŃilor, indiferent de adresa fizică. În acest fel

fiecare participant poate să comunice cu oricare altul.

1.5 Tehnologia Fiecare linie de BUS presupune un sistem propriu de electroalimentare a participanŃilor

legaŃi la aceasta. În acest fel, în cazul căderii unei linii, restul instalaŃiei poate să funcŃioneze fără probleme

mai departe. ParticipanŃii la BUS sunt alimentaŃi la joasă tensiune, adică la 15Vcc şi în funcŃie de tipul

sursei, aceasta poate fi solicitată la 320mA sau la 640 mA. Sursa este echipată cu protecŃii la supratensiune şi la supracurent şi este astfel protejată împotriva supratensiunilor si scurtcircuitelor. Scurte întreruperi ale alimentării din reŃea (<100ms), sunt compensate de sursă. Sursele de alimentare debitează tensiunea de alimentare printr-o bobină, care are rolul de a evita scurtcircuitarea telegramelor de date pe linia de BUS, datorită sursei de alimentare.

Încărcarea unei linii de BUS depinde de felul participanŃilor care sunt conectaŃi la aceasta. Elementele Instabus pot funcŃiona până la o tensiune minimă de 16V ce absorb în mod uzual din BUS 150mW, iar în cazul în care au în construcŃie un LED, până la 200mW. În cazul în care se montează peste 30 de elemente la mică distanŃă între ele (de exemplu într-un panou) trebuie să se poziŃioneze sursa de alimentare în apropierea acestora.

Pe o linie sunt permise maximum 2 surse de alimentare cu condiŃia ca între acestea să existe o distanŃă minimă de 10m (lungime conductor).

În cazul în care este necesar un curent mai mare, se pot lega în paralel două surse de alimentare care să debiteze tensiunea printr-o bobină spre linia respectivă. În acest fel se măreşte posibilitatea de încărcare a liniei la 500mA.

Lungimea unei linii împreună cu toate ramificaŃiile nu trebuie să depăşească 1000m, distanŃa dintre o sursă de alimentare şi un participant la BUS trebuie să fie mai mică de 350m. Pentru a evita coliziunile dintre telegrame, trebuie ca distanŃa dintre cei doi participanŃi la BUS să fie limitată la 700m. Cablul de BUS poate fi montat paralel cu cablul de alimentare cu energie electrică fără să apară perturbări în transmiterea telegramelor.

ParticipanŃii la BUS se leagă la linia BUS cu ajutorul unor conectori de BUS sau prin intermediul unor contacte cu apăsare. Conectarea prin intermediul contactelor cu apăsare se realizează prin simpla fixare a aparatului respectiv pe şina de BUS.

1.6 ParticipanŃii la BUS Fiecare participant la BUS constă în principiu dintr-un cuplor universal de BUS şi dintr-un

element final de BUS, diferit în funcŃie de aplicaŃie, care comunică cu cuplorul printr-o interfaŃă de legătură (interfaŃa utilizator).

Cuplorul de BUS primeşte telegramele de pe BUS, le decodifică şi apoi comandă elementul final de BUS (în acest caz elementul de execuŃie). În sens invers, elementul final de BUS (în acest caz un element de comandă), transmite informaŃie cuplorului de BUS care o codifică şi o transmite sub formă de telegramă pe BUS.

Page 6: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

În timpul proiectării şi a punerii în funcŃiune, cuplorul de BUS este cel căruia îi sunt atribuiŃi parametri pentru funcŃiile pe care le trebuie să le îndeplinească elementul respectiv. Cuplorul de BUS este dotat în acest scop cu un microprocesor cu o memorie ROM (Read Only Memory), o memorie RAM (Random Access Memory) şi o memorie EEPROM (Electrical Erasable Programmable ROM).

În ROM este conŃinut sotware-ul specific sistemului, care nu poate fi modificat de către utilizator.

Parametrii pentru funcŃiile de executat de către cuplorul de BUS sunt stocate de către ETS în memoria EEPROM. În RAM sunt stocate de către microprocesor datele de lucru.

Datorită faptului că organizarea pinilor interfeŃei este diferită în funcŃie de elementul final de BUS, acesta poate să comunice corect cu un cuplor de BUS prin intermediul interfeŃei respective, numai dacă în memoria EEPROM a cuplorului a fost introdus, cu ajutorul ETS un program corespunzător.

Fig. 2 – Schema bloc de conectare a participanŃilor la BUS La cea mai mică unitate a sistemului instabus EIB şi anume, o linie, pot fi conectate până la

64 de aparate compatibile cu acest sistem. Prin intermediul unor cuploare de linie care sunt conectate la linia principală pot fi legate până la 12 linii formând astfel un domeniu. Prin legarea a 15 domenii cu ajutorul unor cuploare de domeniu se pot crea unităŃi mai mari. La linia de domeniu pot fi legate interfeŃele cu alte sisteme (sisteme de management pentru partea de încălzire, climatizare, ventilaŃie, etc.) sau cu alte sisteme Instabus EIB. Schema conectării participanŃilor la BUS este prezentată în fig. 3.

Page 7: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Fig. 3 – Schema conectarii participanŃilor la BUS

2. Proiectarea unei instalaŃii de BMS pentru un apartament de doua camere InstalaŃia de iluminat a unei clădiri trebuie proiectată astfel încât să asigure o iluminare

necesară activităŃilor desfăşurate şi totodată un indice de calitate ridicat.

Fig. 4 – Tast senzor cu ramă Gira Esprit sticlă pentru comanda iluminatului, acŃionarea jaluzelelor sau apelarea unui scenariu de iluminat.

Pot fi comandate 3 funcŃii diferite.

Prin utilizarea sistemului GIRA instabus EIB/KNX, pentru instalaŃia de iluminat, aparatele de comandă, numite şi tastere, pot fi programate să funcŃioneze în regim întreruptor, cap scară, cruce sau dimmer. Unul singur, cu dimensiunile unui întreruptor standard, poate îngloba până la 6 întreruptoare clasice (fig. 4). Dar GIRA Instabus EIB/KNX este şi sistem de comandă şi

Page 8: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

gestionare a subsistemelor integrate într-o clădire. De la iluminat, încălzire, condiŃionare a aerului, ventilaŃie, sonorizare, diverse acŃionări electrice şi până la planul antiefracŃie, toate pot fi acŃionate prin intermediul acestuia.

FuncŃiile de aprindere, stingere sau modificare a intensităŃii luminoase, pentru unul sau mai multe corpuri de iluminat, se pot aloca unui număr oricăt de mare de tastere, ulterior, modificarea acestor funcŃii făcându-se cu uşurinŃă, fără intervenŃii în pereŃi sau plafoane.

În cazul unei clădiri rezidenŃiale, folosind o singură apăsare de tastă, se comandă un întreg scenariu de iluminat. Aceasta înseamnă că se poate seta aprinderea şi stingerea corpurilor de iluminat grupate şi aduse la valori diferite de intensitate luminoasă, astfel încât obtinand pentru diverse activităŃi (vizionarea programelor TV, serate, lectură, etc.) o iluminare optimă.

Datorită utilizării unei tensiuni scăzute pentru reŃeaua de BUS, şi a faptului ca istemul cuplează sau decuplează complet circuitele de iluminat şi prize din tabloul electric, efectul câmpului electromagnetic asupra organismului uman, generat de circuitele clasice, este eliminat total. De asemenea, în absenŃa proprietarului din locuinŃă, prin aprinderea şi stingerea zilnică a corpurilor de iluminat folosite frecvent i se poate simula prezenŃa, ceea ce descurajează potenŃialele efracŃii.

Pentru clădiri de birouri, unde sunt numeroase circuite de iluminat, altă aplicaŃie utilă este comanda automată a iluminatului în funcŃie de variaŃia nivelului de lumină din exterior. Pe de altă parte, în spaŃiile de trecere sau în incintele unde nu se desfăşoară o activitate permanentă, cu ajutorul senzorilor de prezenŃă se comandă automat aprinderea şi stingerea corpurilor de iluminat, astfel realizându-se economii substanŃiale de energie.

Alte aplicaŃii care pot fi integrate în cadrul instalaŃiei de iluminat, în toate tipurile de clădiri, sunt funcŃiile “Aprinde tot” şi “Stinge tot”. În cazul în care în locuinŃă pătrunde un intrus, sistemul de alarmă sau un senzor de prezenŃă transmite o comandă prin care toate sau un număr prestabilit de corpuri de iluminat sunt aprinse. FuncŃia “Stinge tot” este utilă în cazul în care, la părăsirea clădirii, se doreşte decuplarea în acelaşi timp a tuturor corpurilor de iluminat aprinse în acel moment.

Fiecare subsistem lucrează independent, nefiind necesar un “creier central”. Toate comenzile sunt trimise în reŃeaua BUS, prin intermediul telegramelor specifice fiecărui sistem. Deoarece fiecare element de comandă sau element de execuŃie are memorie proprie, poate fi adăugat ulterior, iar în caz de defect nu influenŃează buna funcŃionare a celorlalte componente. Acest aspect permite în funcŃie de cerinŃele beneficiarului, integrarea în prima etapa a sistemului de iluminat, iar în etapa următoare, integrarea sistemului de încălzire, venŃilatie, etc., folosind aceleaşi circuite de comandă. De asemenea, oricând, funcŃiile definite în programul iniŃial pot fi şterse şi reconfigurate.

În sistemul GIRA instabus EIB/KNX poate fi integrat şi GIRA InfoTerminal Touch (fig. 5) care este un monitor plat prin intermediul căruia sunt vizualizate informaŃii despre subsistemele enumerate. Pe acest ecran este definită o listă cu incintele clădirii. În fiecare dintre acestea se poate intra virtual şi se pot vizualiza şi modifica starile în care se află subsistemele integrate. Prin atingerea ecranului pot fi executate funcŃii cum ar fi comanda aprinderii, stingerii sau reglarea fluxului luminos al corpurilor de iluminat, acŃionarea jaluzelelor. De asemenea scenariile de iluminat pot fi apelate sau modificate cu uşurinŃă.

Page 9: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Fig. 5 – Monitor prin intermediul căruia sunt vizualizate informaŃii despre subsistemele integrate.

FuncŃiile sunt adresate prin atingerea ecranului.

GIRA InfoTerminal Touch asigură un grad de confort ridicat în cazul edificiilor rezidenŃiale şi este foarte util pentru clădirile de birouri şi spaŃii comerciale. Aceasta, deoarece dispecerul are permanent date despre parametrii instalaŃiilor aferente şi poate modifica sau interveni cu promptitudine în cazul în care o doreşte.

3. Planurile de execuŃie a unui sistem BMS cu Instabus EIB/KNX pentru un

apartament de doua camere Proiectul exemplificat în continuare se poate aplica foarte uşor oricărui apartament cu doua

camere în care se doreşte implementarea unui sistem BMS folosind o magistrală instabus EIB/KNX de la firma germană GIRA.

Trebuie remarcat faptul că firma care implementează în România produsele firmei germane GIRA se numeşte DEMCO IMPEX S.R.L.

Toate desenele prezentate în această secŃiune sunt realizate în programul de proiectare Autocad şi reprezintă o aplicaŃie reală implementată într-un apartament de doua camere.

Deşi initial ne interesa mai mult schema circuitului de comandă Instabus, pentru a observa mai bine cum se integrează aceasta într-o schemă electrică clasică, in lucrare sunt prezentate toate schemele electrice astfel:

• Planşa E1 – Schemă circuit comandă Instabus; • Planşa E2 – Schemă circuite priză; • Planşa E3 – Schemă circuite lumină; • Planşa E4 – Schemă circuite alimentare motoare jaluzele; • Planşa E5 – Schemă reŃea audio, TV şi voce/date; • Planşa E6 – Schema Tabloului Electric de Alimentare.

Planşa E1 prezintă chiar circuitul de comandă Instabus EIB/KNX de la GIRA. De la K1 la K5 sunt vizibile cele 5 aparate de comandă de tip tastsenzor cu 6 acŃionări fiecare tip GIRA cod 1066 00 conform catalogului de produse GIRA.

Astfel prin intermediul celor 5 aparate de comandă se pot acŃiona elementele de execuŃie aflate în diferite camere (camera de zi, dormitor, hol, etc.).

Page 10: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Planşa E2 prezintă circuitul de prize. Circuitele P3 şi P4 vor fi integrate în sistemul Instabus. Prizele sunt Schuko GIRA cod 0188 23 conform catalogului de produse GIRA.

Planşa E3 prezintă schema circuitului de lumină. L1-L14 reprezintă corpurile de iluminat, iar S1-S2 sunt senzorii de prezenŃă pe holul exterior, respectiv pe balcon.

Planşa E4 prezintă schema circuitelor de alimentare a motoarelor ce acŃionează jaluzelele. Cu R1-R8 sunt simbolizate aceste racorduri necesare motoarelor.

Planşa E5 prezintă schema reŃelei audio, TV şi voce/date. Cu B1-B4 sunt simbolizate racordurile pentru boxele audio, TV reprezintă priza TV GIRA cod 0046 23, iar T5 priza voce/date GIRA cod 0178 23 conform catalogului de produse GIRA.

Planşa E6 prezintă schema Tabloului Electric de Alimentare. Pi=6,5 kW; Cos φ=0.7; Pa=4,8 kW.

Fig. 6 – Schemă circuit comandă Instabus

Page 11: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Fig. 7 – Schemă circuite priză

Page 12: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Fig. 8 – Schemă circuite lumină

Page 13: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Fig. 9 – Schemă circuite alimentare jaluzele

Page 14: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Fig. 10 – Schemă reŃea audio, TV şi voce/date

Page 15: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

Fig. 11 – Schema Tabloului Electric de Alimentare

Notă: Comenzile de aprindere, de reglare şi de acŃionare ale corpurilor de iluminat şi ale

altor sisteme instalate, se execută în sistem Instabus, CNX/EIB. Fiecare grup de corpuri de iluminat, motor de acŃionare (specificate în planul de arhitectură) are traseu de alimentare cu energie electrică separat. Prezentul plan se va citi împreună cu schema instalaŃiei de iluminat şi acŃionări (EIB), planul de reŃea Instabus, şi planul de arhitectură.

Page 16: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

4. Concluzii FaŃă de o construcŃie clasică dar care vrea să fie la fel de modernă ca şi construcŃiile în

sistem EIB, economiile de energie sunt următoarele:

• comenzi locale iluminat, jaluzele - 10% economie; • comenzi centralizate - 15 % economie; • temporizări, reglare iluminat în funcŃie de iluminatul natural - 25% economie; • acŃionare jaluzele în funcŃie de iluminatul natural - 30% economie; • control climă în fiecare încăpere - 40%. De fiecare dată când o persoană intră într-o încăpere sistemul Instabus acŃionează automat

iluminatul sau ridică jaluzelele sau/şi porneşte încălzirea, înseamnă că instalaŃiile de încălzire, climă şi ventilaŃie sunt în corelaŃie cu luminatul ambiental şi cel exterior care la rândul său relaŃionează cu acŃionarea jaluzelelor şi obloanelor interioare şi exterioare etc., iar rezultatul final al acestor conexiuni este creşterea confortului prin diminuarea semnificativă a consumului energetic. Ce se întâmplă de fapt ? Toate instalaŃiile care dau atâta bătaie de cap când iŃi construieşti o casă comunică între ele realizând o “Smart House” care se autoconduce fără un computer central şi care poate comunică prin GSM fibră optică sau internet toate informaŃiile legate de stările de funcŃionare şi poate, în acelaşi mod să primească orice comandă de la distanŃă. A început să ningă şi v-a luat pe neaşteptate frigul ? Nici o problemă! DaŃi un telefon şi se rezolvă. E prea cald ? Telefonul să-l aveŃi la îndemână.

Rezultatul: un confort şi un nivel de siguranŃă deosebite pentru dumneavoastră în condiŃiile în care consumul energetic scade cu până la 60%.

5. Bibliografie 1. Bianchi C., Mira N. s.a., - Sisteme de iluminat interior şi exterior. Editura MATRIX,

Bucureşti, 1998; 2. IESNA - Illuminating Engineering Society of North America-Lighting Handbook, 8th

edition, New York, 1993; 3. Electrical installation technique – Smart house, Revista SIEMENS NEWS, nr.

2/Octombrie 1998. 4. Ionescu, C.- Managementul energetic al clădirilor, Simpozion „Sisteme Echipamente,

InstalaŃii electrice şi automatizări” organizat în cadrul celei de a XII-a ConferinŃe a FacultăŃii de InstalaŃii- UTCB, Bucureşti, 2005, ISBN 973-685-985-1, p.106-115.

5. Ionescu, C., Stoica G.- Integrarea sistemului de supraveghere şi alarmare la incendiu în managementul clădirilor, „ Sesiunea de comunicări StiinŃifice cu participare internaŃională –SIGPROT 2005”, EdiŃia a VIII-a , Facultatea de Pompieri, Ed. PRINTECH, Bucureşti, 2005, ISBN 973-718-350-9, p.319-324. 6. Ionescu, C.- PerformanŃa energetică a clădirilor, revista „Măsurări şi Automatizări”, nr.5, Bucureşti, 2005, ISSN 1582-2834, p. 22-24. 7. Ionescu, C. - Integrarea sistemelor de securitate în sistemul de management al clădirii, Simpozion SIEAR organizat în colaborare cu ARTS în cadrul EXPOSECURITY la ROMEXPO, Bucureşti, 23.03.2006 şi revista “ALARMA” , nr. 2, Ed. TIPORED, Bucureşti, 2006, p.9-11. 8. Ionescu, C. - Metode de calcul pentru îmbunătăŃirea eficienŃei energetice a clădirilor prin utilizarea sistemelor de automatizare integrate, A 15-a ConferinŃă „InstalaŃii pentru construcŃii şi confort ambiental”, cu participare internaŃională, Ed. Politehnica, Timişoara, 2006, ISBN (10) 973-625- 305-8; ISBN (13) 978-973-625-305-8, p. 171-175 şi revista “Electricianul”, nr. 4, Ed. ARTECNO, Bucureşti, 2006, ISSN 1223-7426, p. 12-14 şi A 41-a ConferinŃă de InstalaŃii

Page 17: AplicaŃie practică a BMS cu magistrala Instabus EIB/KNX de ... · dezvoltare accentuată pe plan european, iar piaŃa românească a devenit conştientă de necesitatea folosirii

electrice şi automatizări, Sinaia 2006, ISBN (10) 973-755-094-3, ISBN (13) 978-973-755-094-1, p. 50-54.

9. Revista Lighting Design – Anul 1, nr. 1, ianuarie-martie 2007. 10. DEMCO IMPEX S.R.L. – www.demco.ro 11. GIRA – www.gira.ro; www.gira.com