Elektrika.cz, reportážní portál instalační elektrotechniky, vyhlášky, schémata zapojení .

Nová svorka WAGO ...

Řada páčkových svorek 221 má další praktický přírůstek! INLINE je část ...

OBO: Vkládací ...

Vkládací lišty jsou samozřejmostí. V případě instalačních ...
 
Oddíly
reklama
Bleskovky
Co chcete dnes sledovat?
Co má Elektrika připravovat prioritně?
Základy elektrotechniky
Recenze knih
O elektrotechnicích v praxi
Krátké zprávy
Videoreportáže
Živá vysílání
Historické souvislosti
Záznamy živých vysílání
Podcasty, audioverze
Článek o novinkách
Diskusní témata
Rozhovory
Osobní setkávání
Výsledky budou zveřejněny později

[ Výsledky | Hlasování ]
Hlasů : 49
Bazar
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Osobní nástroje
FUTURE okénko - V nejbližších dnech se zde dočtete ...
  • Pardubický výrobce datových rozvaděčů má také ve své nabídce různá provedené kabelových žlabů. Pokud máte do projektu převážně IT systémy, lze uvažovat nad jediným dodavatelem datových skříní i kabelových tras. Tento výrobce patrně nemdisponuje ...

Řízení osvětlení v systémové KNX instalaci #1


Document Actions
Řízení osvětlení v systémové KNX instalaci #1
Víte jaký je rozdíl mezi spínáním osvětlení v klasické a systémové instalaci? Jaký je princip sepnutí obvodu v KNX? Jaké způsoby řízení osvětlení jsou k dispozici? Jak pracují snímače se sběrnicí. V čem je tlačítko systémové instalace tak modulární proti tlačítku v klasice? Čeho u klasického tlačítka tak snadno nedosáhnete? Kolik typů spínacích a stmívacích akčních členů známe? Jak pracují výkonové spínací a stmívací akční členy? Nač dát pozor při navrhování prvku KNX v rozvaděči?
Josef Kunc, ze dne: 15.11.2013
reklama
Dříve, než se budeme věnovat tématu podle titulku, naznačme rozdíly v řízení osvětlení (a také jakýchkoli dalších funkcí) v klasické a v systémové instalaci.

Nejjednodušším úkolem je prosté spínání, kde v klasické instalaci vystačíme pro ovládání jednoho svítidla nebo jednoho okruhu společně ovládaných svítidel z jednoho ovládacího místa s principiálním zapojením podle obr. 1. Ovládací element (elektromechanický spínač) tvoří společný silový obvod s ovládaným elektrickým předmětem – v našem případě se svítidlem. Tento spínač má funkci ovladače a současně i výkonového spínacího prvku. Výhodou takovéhoto řešení je jeho jednoduchost, nevýhodou pak neměnnost zapojení v případě potřeby jeho změny.

 

Obr. 1: Spínání jednoho svítidla v klasické instalaci

V KNX systémové instalaci se od sebe odděluje funkce ovladače a vlastního výkonového spínacího prvku – činnost tohoto spínače je rozdělena do dvou samostatných přístrojů. Jedním je tedy ovládací prvek (tlačítkový snímač), druhým pak výkonový spínací přístroj (spínací akční člen). Oba tyto prvky nejsou součástí společného silového okruhu, vzájemně komunikují po sběrnici, jak je naznačeno na obr. 2, který současně představuje nejmenší možnou systémovou instalaci, sestávající z jednonásobného snímače, jednonásobného spínacího akčního členu, napájecího zdroje pro KNX systémovou instalaci a předepsaného typu sběrnicového kabelu.
 


Obr. 2: Spínání svítidla v systémové KNX instalaci

Na rozdíl od klasické instalace, v níž pro zajištění činnosti postačí správně zapojit přístroje do silového obvodu, v KNX systémové instalaci po zapojení potřebných prvků k silovým obvodům i ke sběrnici ještě není zajištěn provoz, přestože je k ní připojen správný napájecí zdroj. Vzájemné komunikace jednotlivých přístrojů (snímačů a akčních členů) bude dosaženo teprve po naprogramování všech dílčích částí instalace, k čemuž slouží projekt vytvořený v PC při využití programovacího nástroje ETS.

Porovnáním obou vyobrazení můžeme dospět k mylnému názoru, že systémová instalace je nesmírně náročná na finanční prostředky a že je zbytečně složitá. Pravdou je, že výrazně nákladnější bude KNX systémové spínání jednoho svítidla, ve srovnání s klasickým řešením. Ovšem v praxi bychom takto malou KNX instalaci s největší pravděpodobností nevytvářeli.

Nutné je brát do úvahy vybavenost objektu celou škálou různých, vzájemně provázaných funkcí potřebných pro zajištění požadovaného způsobu provozu celé budovy. Čím vyšší počty těchto funkcí a funkčních oblastí budou potřebné, tím nesnadnější a dražší bude vytvoření klasické instalace a naopak tím relativně jednodušší bude instalace systémová. Věnujme se však tématu podle titulku.

Jaké způsoby řízení osvětlení jsou k dispozici:
-    prosté spínání nebo stmívání,
-    automatické spínání nebo stmívání,
-    spínání nebo stmívání s časovými funkcemi,
-    spínání nebo stmívání podmíněné logickými funkcemi,
-    blokované spínání nebo stmívání,
-    spínání nebo stmívání podle mezních hodnot určitých veličin,
-    spínání nebo stmívání osvětlení podle předem nastavených hodnot,
-    řízení na stálou osvětlenost,
-    scénické řízení.

A s jakými přístroji můžeme realizovat všechny tyto funkce? Jak jsme již uvedli, na ovládací straně jsou potřebné vhodné typy snímačů, zatímco na výkonové straně pak odpovídající spínací nebo i stmívací akční členy. Co však musí „umět“ tyto přístroje, aby mohly splnit všechny požadované úkoly?

KNX snímače pro ovládání osvětlení
Úkolem každého snímače je odesílání údajů na sběrnici formou telegramů k jejich dalšímu zpracování a následnému využití pro řízení různých funkcí. Snímače pro řízení osvětlení tedy odesílají příkazy spínací nebo stmívací.
Pro případ manuálního ovládání jsou tyto snímače koncipovány jako tlačítkové. Mohou být rovněž vybaveny přijímači infračerveného záření pro zajištění možnosti dálkového ovládání. Většinou také umožňují signalizaci provozního stavu ovládaného předmětu. Ovládacími prvky jsou tlačítka na tlačítkových snímačích anebo virtuální tlačítka na displejích ovládacích a zobrazovacích panelů a podobných prvků. Tlačítkové snímače mohou obsahovat jedno nebo i vyšší počet těchto ovládacích tlačítek.

     


Obr. 3: Příklady vícenásobných tlačítkových snímačů

V aplikaci každého tlačítka lze nastavit vhodné parametry určující jeho režim činnosti. Individuálně lze zvolit kterýkoli z aplikačních programů, jako např.:
-    spínání jednoho předmětu,
-    spínání dvou předmětů,
-    spínání (krátkými stisky) a stmívání (dlouhými stisky),
-    ovládání pohonu (např. žaluziového),
-    odesílání hodnot,
-    spouštění scén,
-    přepínání režimů topení nebo chlazení, apod.

Indikace provozního stavu ovládaného předmětu je zajištěna barvou LED na příslušném tlačítku.
Pro automatické řízení osvětlovacích soustav jsou určeny jiné typy snímačů. Jsou to především snímače pohybu nebo přítomnosti (pasivní infračervené snímače) – obr. 4, ale také snímače intenzity osvětlení, které jsou zcela nezbytnou součástí regulačních smyček pro řízení na stálou osvětlenost.

     


Obr. 4: Možný vzhled snímače pohybu a snímače přítomnosti

KNX akční členy pro ovládání osvětlení

Akční členy připojené ke sběrnici přijímají a vykonávají příkazy vysílané snímači.
Uvažujeme-li spínané osvětlení, postačí spínací akční členy vybavené spínacími kontakty na svých výkonových výstupech. Regulace intenzity osvětlení si ale vyžaduje využití náročnějších elektronických obvodů, které musí zajišťovat funkce nejen spínání, ale také plynulou změnu výstupní hodnoty. V závislosti na zátěži a požadovaném způsobu regulace lze rozlišovat několik typů spínacích a stmívacích akčních členů:

-    výkonové – pro přímou regulaci žárovkové zátěže (ať již bez transformátorů, nebo s klasickými, případně elektronickými transformátory),
-    analogové – s řídicími proudovými nebo napěťovými výstupy (obvykle pro regulaci svítidel se zářivkovými světelnými zdroji),
-    digitální – pro řízení rozsáhlých osvětlovacích systémů.

Požadavky na výkonové spínací a stmívací akční členy
Současné akční členy pro regulaci hodnoty proudu protékajícího zátěží tvořenou klasickými nebo halogenovými žárovkami pro jmenovité napětí 230 V AC jsou dodávány jako tzv. univerzální stmívací akční členy. Znamená to, že mohou regulovat také zátěž tvořenou klasickými nebo elektronickými transformátory pro napájení halogenových žárovek malého napětí. Nejnovější varianty těchto přístrojů dovolují i regulaci stmívatelných jednopaticových (úsporných) zářivkových zdrojů 230 V AC, popř. i LED žárovek s potřebnými předřadníky vestavěnými do patic těchto světelných zdrojů a určených rovněž pro použití v sítích nízkého napětí.

Tyto akční členy jsou ve svých výkonových obvodech vybaveny polovodičovými ventily, které umožňují nastavení úhlu svého otevření v rozmezí od 0 do 100%. Tyto ventily jsou řízeny v závislosti na typu zátěže (příslušný řídicí mikroprocesor nejdříve otestuje typ zátěže a následně nastaví odpovídající režim činnosti – obr. 5). Součástí každého takového stmívacího akčního členu jsou i ochranné obvody, které celý přístroj chrání před poškozením zkratem nebo přetížením, ale také brání destrukci polovodičů nadměrným přehřátím (způsobeným nedostatečným odvodem ztrátového tepla způsobeného zpravidla nesprávnou montáží).

 


Obr. 5: Spínání na náběžné hraně (induktivní zátěž – klasické transformátory) nebo na sestupné hraně (kapacitní zátěž – elektronické transformátory)

Výrobce v průvodní dokumentaci výkonového stmívače udává kromě přípustných typů zátěže také jmenovitý výkon a minimální přípustnou jmenovitou zátěž, při níž ještě spolehlivě funguje celý přístroj. To může být udáváno jako rozsah dovolených zátěží (např. 40 až 400 W/V.A). Ovšem při zátěži tvořené „úspornými žárovkami“ nebo LED světelnými zdroji se takto stanovený rozsah jmenovitých zátěží posouvá směrem k nižším hodnotám. Pro jednopaticové zářivky, deklarované jako stmívatelné, to může být pro výše uvedený příklad např. 10 až 100 W/V.A, zatímco pro stmívatelné LED světelné zdroje bude rozsah přípustných zátěží jen v rozmezí mezi 3 až 30 W/V.A. Konkrétní údaje je potřebné zjistit v technické dokumentaci k danému typu univerzálního stmívacího akčního členu.

Během projektování je nutné respektovat také případné výkonové ztráty (vlastní spotřebu) transformátorů zapojených v regulačním obvodu. Uvažujeme-li např. maximální zátěž 400 W, při použití klasického transformátoru musíme na jeho spotřebu uvažovat asi 30% (tj. 120 W). V zatěžovacím obvodu (na sekundárním vinutí transformátoru) lze tedy použít žárovkové světelné zdroje o jmenovitém příkonu nejvýše 280 W. Při použití elektronických transformátorů uvažujeme s jejich vlastní spotřebou jen v rozmezí 3 až 5 % (pro náš příklad mezi 12 až 20 W – konkrétní údaj by měl být uveden v katalogové dokumentaci výrobce tohoto transformátoru).

Výrobci v technické dokumentaci udávají také přípustné způsoby montáže. V případě konstrukčních variant umisťovaných do rozvaděčů (na nosné lišty) to může být požadavek na ponechání ochlazovacích mezer mezi tímto přístrojem a libovolnými dalšími přístroji montovanými v sousedství. Je nutné si totiž uvědomit, že na každém polovodičovém výkonovém ventilu vzniká nezanedbatelná výkonová ztráta, měnící se v teplo, které je nutné odvést do okolního prostoru.

Výkonové polovodiče jsou ohroženy vyššími teplotami, proto při projektování je nezbytné brát do úvahy očekávané provozní teploty. Každý elektronický přístroj je koncipován pro určitý rozsah okolních teplot. V návodu pro montáž a použití je proto obvykle udávána také závislost maximálního zatížení na okolní teplotě, např. v grafickém vyjádření podle obr. 6.

 


Obr. 6: Grafické znázornění závislosti zatižitelnosti výkonového stmívače na okolní teplotě

    Rozvaděče se stmívacími akčními členy (stejně jako každý jiný rozvaděč) mají být správně navrženy, ale také vhodně umístěny. Nesprávným je postup při výběru „vhodného“ rozvaděče jen podle počtu modulů, pro nějž je vybraná skříň konstruována. Je nutné brát do úvahy také tepelné ztráty jednotlivých přístrojů. Typové rozvaděče proto jsou v dokumentaci vybaveny údajem o maximální výkonové ztrátě, pro kterou je navržena a odzkoušena příslušná skříň.

Tepelné ztráty
nejen rozvaděčů, ale i přístrojů jsou běžnými katalogovými údaji. Pokud rozvaděč bude osazen jen klasickými spínacími přístroji s poměrně malou výkonovou ztrátou na spínacích kontaktech, nemusí ještě nastat závažné problémy. Ve stále větším měřítku jsou v rozvaděčích využívány různé elektronické přístroje, jejichž výkonová ztráta je relativně vyšší a navíc nepřipouštějí tak vysoké oteplení, jaké lze připustit u elektromechanických přístrojů.
ČSN EN 60670: „Krabice a kryty elektrických přístrojů pro domovní a podobné pevné elektrické instalace“ ve své části 24: ČSN EN 60670-24 „Zvláštní požadavky na kryty ochranných přístrojů a podobných výkonových rozvodných zařízení“, která platí pro kryty elektrických přístrojů, tedy i pro rozvaděče na jmenovitý proud do 125A, při jmenovitém napětí do 400V a pro zkratové proudy do 10kA (s přístroji se zkratovým proudem do 17kA), mj. uvádí příklad výpočtu tepelných ztrát v rozvaděči osazeném konkrétními přístroji.

Je-li rozvaděč správně navržen, zůstává v něm nejméně 20% prostorová rezerva a současně také rezerva ztrátového výkonu, postačující pro pozdější doplňování novými prvky, pro zvýšení úrovně komfortu, ale také pro zajištění třeba i dosud netušených nových funkcí instalace. Bude-li však kontrolním výpočtem např. čtyřřadé plastové rozvodnice zjištěno, že osazením přístrojů pouze do tří řad již bylo dosaženo přípustné výkonové ztráty této skříně, ve skutečnosti již zdánlivou prostorovou rezervu (jedné řady) již v žádném případě nelze považovat za tuto rezervu.
Přestože rozvaděč byl správně navržen, ještě nemusí být zaručena skutečně správná funkce všech elektrických a elektronických přístrojů v něm umístěných. Tento rozvaděč musí být také správně umístěn, aby byl zajištěn přirozený odvod tepla, bez nuceného ochlazování.

Jen pro zajímavost můžeme zmínit některé z montážních chyb, s nimiž bylo možné se setkat na stavbách:

  • Rozvaděč umístěný v malé, zcela uzavřené nevětratelné místnůstce pod schody společně s 3 kW klasickými transformátory pro halogenové žárovky a 7,5 kW UPS. V rozvaděči byly výkonové stmívače pro 10 světelných okruhů, každý pro řízení výkonu v rozmezí od 2 kW do 3 kW. Vzhledem k vysokým tepelným ztrátám byla v místnosti v letním období často překračována mezní teplota a docházelo k tzv. tepelným problémům stmívačů. Problémy byly odstraněny teprve po dodatečném vložení ventilačního potrubí s tepelně závislou nucenou ventilací.
  • Vysoký počet výkonových stmívačů vyprojektovaný do velkých skříňových rozvaděčů bez ochlazovacích mezer přinutil montážní firmu k vložení ventilátorů do dveří všech těchto skříní. Tím bylo odstraněno potencionální nebezpečí vzniku tepelných problémů.
  • Rozvaděč namontovaný do výklenku ve stěně, za níž byl kotel ústředního vytápění – v zimním období docházelo k tepelným problémům stmívačů, proto bylo nutné doplnit nucené chlazení.


Literatura:     
 [1]     Kunc. J.: Elektroinstalace krok za krokem, 2. přepracované vydání, Grada, 2010
 [2]    www.knx.org        
 [3]    Firemní dokumentace ABB
 [4]    ČSN EN 60670-24
 [5]    Archiv autora

Článek vyšel také v časopise EVP zde.
 
 

 

Diskutující k tomuto článku

   (počet diskutujících: 1)
TEXT Z OBLASTÍ SOUVISEJÍCÍ KONTAKT


FIREMNÍ TIPY
Jako obsluha nebo prostí návštěvníci výrobních hal obvykle nepřemýšlíme nad tím, kudy k výrobním technologiím vedou potřebné přívody, ať datové, silové, nebo přípojky vzduchu, vody, ... přičemž v mnohých případech vedení bývá ukryto pod našima nohama. Optimální uložení vedení vyžaduje nejen znalosti před čím chránit, ale mít také možnosti výběrů z dostupných alternativ. Znáte přednosti pochozích systémů kabelových žlabů? Nebo víte například, že nebezpečí zakopnutí zmenšuje speciální ochranný plech pro opěrný výložník? Požadovanou výšku nášlapné plochy dodržíte pomocí jednoduché a rychlé varianty montáže kabelových kanálů na opěrný profil Z. Výšku nášlapné plochy zachováte také namontováním pochozích kabelových ...
Tým specialistů dceřinné společnosti RITTAL v Česku ve Zdibech u Prahy, připravil na první pololetí roku 2021 sérii odborných přednášek. Ty budete moci sledovat prostřednictvím veřejného webcastu vysílaného ze studia RITTAL prostřednictvím portálu Elektrika. Z témat můžete očekávat například: obráběcí centra BC a LC, praktická ukázka návrhu vhodné technologie chlazení rozvaděčů s programem Therm, venkovní rozvaděčové skříně a jejich klimatizace, monitorivání nejen IT systémů - systém CMC III, konfekcionování vodičů - poloautomaty a automat WT, chlazení okolním vzduchem (ventilátory, výměníky vzduch/vzduch, regulace) ... Plánovaná data pořadů sledujte v přehledu!
Co se dělo v době hygienických opatření ve vývojovém a výrobním prostředí kolínského TECO jsme věděli přesně. Pro tuto značku, stejně jako pro jiné, padla všechna plánovaná setkání na neurčito. A tak jsme spolu připravili několik vzdálených setkání. Při každém z nich se věnujeme určité oblasti využití výkonné jednotky FOXTROT ... pokud majitel domu přemýšlí o chytré elektroinstalaci ... jaké je uplatnění FOXTROTu v průmyslu ... uplatnění FOXTROTu v projektech bytových domů ... jak umí FOXTROT řídit veřejnou, elektromobilní a fotovoltaickou energii ... všechny díly můžete sledovat zde!
Bezdrátový systém xCOMFORT se těší stále větší oblibě. Instalace není podmíněna nepříjemným sekáním a je realizovaná podstatně snadněji než konkurenční, vyžadující metalickou sběrnici. A vzhledem k povaze jeho konstrukce je celkem jasné, že je prezentován i ve virtuální sféře. Osobní kontakt je bezpochyby velice důležitý, ovšem ty zásadní znalosti lze nastudovat apriori, tedy předem. Pokud se rozhodnete pro domácí samostudium, pak můžete počítat s tím, že xCOMFORT je opravdu nablízku. Zde jsme připravili přehled loňské dávky vědomostí ...
DALŠÍ FIREMNÍ ODKAZY
Rakouská pobočka OBO BETTERMANN začíná stavět další objekt! S heslem "Růst potřebuje prostor" startuje výstavba nového kancelářského, logistického a školicího centra v Gramatneusiedlu. Tam vzniká budoucí zázemí OBO Austria. Do konce roku bude nová budova OBO přístřeším pro zhruba třicet pracovníků značky. Do budoucna značka OBO zpevní svou dosavadní síť. A jaké je ohlédnutí za českou pobočkou? V květnu 2019 společnost OBO BETTERMANN oslavila na pražském ...
V současné době platí povinnost nechat certifikovat každý rozvaděč, ať už se jedná o malou rozvodnici s jedním modulem nebo velký průmyslový rozvaděč. Neustálým bodem diskuzí mezi odbornou veřejností je pak spor o této povinnosti u malých domovních rozvaděčů, které se prakticky skládají z již certifikovaných komponentů. Přeptali jsme se tedy přímo konkrétních řemeslníků, jaký je jejich názor ...
V dnešní době už není žádnou výjimkou, pokud ovládáte svá zařízení pomocí mobilního telefonu. Společnost ABB s.r.o. v loňském roce uvedla na trh řadu těchto přístrojů a v letošním roce došlo k jejímu rozšíření. Jaké zahrnuje novinky a aplikace, čtěte zde ...
Repríza KNX výroční konference k 30. výročí KNX ve světě. Událostí prováděl Josef Kunc s Vítem Pivoňkou. Z programu této události očekávejte významné novinky pro všechny partnery KNX, jejich hodnocení a doporučování potencionálním zákazníkům, poznatky z vynikajícího projektu KNX systémové instalace, chyby v projektech a při jejich realizaci a předcházení jim, představení všech ...
Terminolog
Týdenní přehled
Přihlašte si pravidelné zasílání týdenního přehledu
Vyhledávání
Hledaný text zadávejte prosím s diakritikou



Panacek
reklama
Tiráž

Neomezený náklad pro česky a slovensky hovořící elektrotechnickou inteligenci.

ISSN 1212-9933