Система умного дома KNX: принцип работы и возможности

KNX - это признанный во всем мире стандарт для автоматизации умных домов и управления зданиями.

Все об автоматизации умного дома и умного здания KNX

KNX - это технология, которая управляет автоматизацией неотъемлемых функций любого жилого, коммерческого или промышленного здания, таких как HVAC, системы освещения, мультимедиа, безопасность, управление энергопотреблением и многое другое.

В этой статье вы узнаете все, что вам нужно знать о технологии KNX, о том, как работает KNX и почему вы должны обязательно рассмотреть возможность интеграции систем KNX в существующие здания или во время строительства вашего следующего строительного проекта.

Что такое KNX?

Для передачи управляющих данных всем компонентам управления зданием (или устройствам/функциям "умного дома") необходима система, позволяющая избежать проблемы изолированных устройств, говорящих на "разных языках".

Устройства KNX могут управлять освещением, жалюзи и ставнями, HVAC, системами безопасности, управлением энергопотреблением, аудио-видео, бытовой техникой, дисплеями и дистанционным управлением. Для реализации этих функций используются надежные сенсорные выключатели KNX, а также исполнительные механизмы (актуаторы), которые идеально взаимодействуют друг с другом в единой экосистеме.

KNX также является единственным в мире открытым стандартом для управления домами и зданиями и соответствует стандартам EN 50090, EN 13321-1 и ISO/ IEC 14543, а также был представлен на утверждение австралийским стандартам.

В отличие от проприетарных протоколов (которые поддерживает только производитель), KNX является открытым мировым стандартом с более чем 300 различными производителями, выпускающими продукты, которые все взаимодействуют и работают вместе без проблем.

KNX работает, обеспечивая мгновенное и удаленное взаимодействие всех компонентов, устройств, характеристик и функций любого здания (или открытого пространства) на одном общем языке.

Как работает KNX?

Шинопровод KNX является главной центральной нервной системой для всех автоматов. Это зеленый кабель, который прокладывается в дополнение к обычной электросети во время нового строительства или реконструкции.

Все различные элементы строительной техники соединяются друг с другом через главную шину KNX в соответствии со стандартом KNX для автоматизации зданий.

Затем кабельная система управляется такими элементами, как датчики и детекторы. Конечные пользователи могут удобно контролировать все процессы как с помощью ноутбука или смартфона, так и через стильные сенсорные панели управления, органично встроенные в интерьер.

Шина KNX прокладывается параллельно электросети ко всем устройствам и системам, входящим в связующую сеть:

• Датчики (например, кнопочные сенсоры, комнатные термостаты, датчики движения и освещенности) собирают информацию и отправляют ее по шине в виде телеграммы данных.
• Приводы (актуаторы) (регуляторы яркости, клапаны отопления, релейные модули) получают сообщения с данными, которые затем преобразуются в физические действия.
• Системные устройства и компоненты (например, источники питания KNX, линейные и магистральные соединители) обеспечивают стабильную и бесперебойную работу всей сети.
• Контроллеры и другие логические функции (контроллеры комнатной температуры, контроллеры жалюзи и другие).

ПРИМЕЧАНИЕ: Классификация устройств как "датчик" или "исполнительный механизм" является устаревшей и упрощенной.

Многие исполнительные устройства включают в себя функциональность контроллера, а также функциональность датчика (например, для измерения времени работы, количества циклов переключения, тока, потребления электроэнергии и т.д.).

Прикладное программное обеспечение, в сочетании с программным обеспечением для топологии системы и ввода в эксплуатацию, загружается в устройства через компонент системного интерфейса.

Доступ к установленным системам KNX может осуществляться через локальную сеть, линии связи "точка-точка" или телефонные сети для централизованного или распределенного управления системой через компьютеры, планшеты и сенсорные экраны, а также смартфоны.

Некоторые из ключевых особенностей архитектуры для систем KNX следующие:

Взаимодействие и распределенные модели приложений для автоматизации зданий различных задач.
Схемы для конфигурации и управления ресурсами в сети, а также для разрешения связывания частей распределенного приложения в различных узлах.
Система связи с протоколом сообщений и модели для коммуникационного стека в каждом узле (способном размещать распределенные приложения (KNX Common Kernel)).
Модели для реализации этих элементов при разработке реальных устройств, которые будут установлены и связаны в установке.

Какие характеристики здания/функции/устройства/приборы могут контролироваться и управляться KNX?

В доме решения KNX упрощают жизнь благодаря надежной, интеллектуальной и удобной автоматике, которая контролирует и управляет такими функциями, как освещение, жалюзи, ОВКВ, системы безопасности, мультимедиа, интеллектуальные устройства и многое другое.

В коммерческих зданиях KNX помогает оптимизировать эксплуатационную эффективность здания, позволяя интеллектуально автоматизировать такие неотъемлемые функции здания, как освещение, жалюзи, HVAC, системы безопасности, управление энергопотреблением и многое другое.

Любой продукт, маркированный официальным товарным знаком KNX, основан на испытаниях на соответствие, проведенных аккредитованными KNX сторонними испытательными лабораториями.

На этапах тестирования KNX-совместимых продуктов проверяется, способно ли устройство поддерживать протокол KNX, а полезные данные кодируются в соответствии с глобальными стандартизированными типами данных KNX.

Насколько KNX энергоэффективен и как он снизит затраты на электроэнергию?

Системы KNX для "умных" домов и коммерческих зданий не только  обеспечивают лучший контроль и большее удобство - KNX также одновременно значительно снижает затраты на электроэнергию
благодаря постоянному мониторингу и корректировке рабочих настроек для любого устройства, подключенного к шине KNX.

Системы KNX обеспечивают эффективное управление энергопотреблением посредством мониторинга пикового спроса, обнаружения тока, сброса нагрузки и интеллектуального учета. Специализированные устройства измерения и контроля энергии позволяют собирать точные данные и визуализировать их для дальнейшей оптимизации расходов.

В каких зданиях может быть установлена система KNX?

Инфраструктура KNX и системы "умного здания" KNX могут быть использованы практически в любом здании или открытом пространстве - от небольшого дома до крупного торгового центра или промышленного комплекса.

• Чаcтные дома
• Жилые помещения (квартиры, дома престарелых, таунхаусы и т.д.)
• Офисы
• Площади
• Школы
• Казино
• Больницы
• Торговые центры
• Общественные здания и открытые пространства (правительственные здания, библиотеки, земли советов и т.д.).
• Промышленные предприятия и фабрики

+ БОЛЬШЕ.

Можно ли модернизировать системы KNX в существующих зданиях и является ли технология KNX перспективной?

Система KNX является универсальным вариантом "умного дома" и может быть относительно легко модернизирована в существующих строительных конструкциях. Если прокладка нового кабеля невозможна, идеальным решением станет внедрение беспроводных устройств KNX RF, которые интегрируются в общую систему без штробления стен и грязных работ.

Система KNX также является расширяемой системой с перспективным стандартом. Это означает, что любая система KNX может быть легко расширена или перепрограммирована при необходимости или желании модернизировать систему.

После установки системы KNX она адаптируется к индивидуальным требованиям при изменении образа жизни, предпочтений или условий работы.

Технология KNX предлагает идеальное долгосрочное решение для различных проектов жилых, коммерческих и промышленных зданий, поскольку вся система может быть легко модифицирована по мере быстрого развития технологии и появления на рынке новых продуктов, совместимых с KNX.

Каковы основные преимущества использования технологии KNX, помимо экономии энергии?

Технология KNX является результатом обширных знаний и опыта, накопленных за последние 15 лет при использовании технологий-предшественников KNX (например, Европейской монтажной шины (EIB), Европейской домашней системы (EHS) и BatiBUS).

Ниже приведены 10 основных преимуществ использования систем KNX для автоматизации "умного дома" и "умного здания". 

1. KNX является международным стандартом для автоматизации "умного дома" и управления зданиями - поэтому он перспективен.

CENELEC утвердил технологию KNX в качестве европейского стандарта EN 50090 в 2003 году.

CEN одобрил технологию KNX как EN 13321-1 (как простую ссылку на EN 50090) и EN1332-2 (KNXnet/IP) в 2006 году.

SAC утвердил технологию KNX в качестве китайского стандарта GB/T 20965 в 2007 году.

ANSI/ASHRAE Одобрил технологию KNX в качестве стандарта США ANSI/ASHRAE 135 в 2005 году.

2. KNX гарантирует функциональную совместимость и взаимодействие продуктов с официальной сертификацией продуктов KNX.

Процесс сертификации KNX гарантирует, что продукты разных производителей работают и взаимодействуют друг с другом без проблем.

Это обеспечивает высокую степень гибкости при расширении и модификации установок KNX.

Соответствие продукции KNX проверяется в нейтральных лабораториях (третьими лицами).

KNX - это единственный стандарт домашней автоматизации и управления зданиями, в рамках которого действуют глобальные схемы сертификации продукции, учебных центров (профессиональных и частных учебных заведений) и отдельных лиц (электромонтажников, проектировщиков зданий).

3. KNX означает высокое качество продукции.

Ассоциация KNX требует высокого уровня производства и контроля качества на всех этапах жизни продукта KNX.

Поэтому все производители KNX должны продемонстрировать соответствие стандарту ISO 9001 еще до того, как они смогут подать заявку на сертификацию продукции KNX.

Помимо соответствия производителя стандарту ISO 9001, продукция KNX также должна соответствовать требованиям европейского и международного стандарта для домашних и строительных электронных систем.

В случае возникновения сомнений Ассоциация KNX имеет право на повторное тестирование сертифицированной продукции или может потребовать дополнительные отчеты об испытаниях производителя, лежащие в основе декларации о соответствии оборудования.

4. Уникальное независимое от производителя программное обеспечение ETS®.

Программный инструмент ETS для ПК позволяет планировать, проектировать и конфигурировать все сертифицированные KNX продукты.

Инструмент не зависит от производителя, что означает, что системный интегратор может объединять продукты разных производителей в одну установку.

5. KNX можно использовать для всех приложений в управлении автоматикой "умного дома" и здания.

KNX может быть использован для всех возможных функций / приложений в управлении домом и зданием, начиная от освещения, управления ставнями, безопасности, отопления, вентиляции, кондиционирования, мониторинга, сигнализации, контроля воды, управления энергией, учета, а также бытовой техники, аудио и многого другого.

KNX повышает комфорт и безопасность и вносит значительный вклад в экономию энергии и защиту климата (до 50% для управления освещением и столько же для отопления).

6. KNX можно использовать в различных жилых, коммерческих, промышленных и наружных помещениях.

KNX также можно использовать и интегрировать как в новые, так и в существующие строительные конструкции.

Поэтому установки KNX могут быть легко расширены и адаптированы к новым потребностям/требованиям с минимальными временными и финансовыми затратами (например, когда в коммерческое здание въезжают новые арендаторы).

KNX может быть установлен как в небольших домах для одной семьи, так и в больших зданиях (офисы, гостиницы, конференц-центры, больницы, школы, универмаги, склады, аэропорты и т.д.).

7. KNX поддерживает множество различных режимов конфигурации.

KNX предлагает различные уровни для реализации проектов KNX.

Через режим KNX E-Mode обращаются к электрическим подрядчикам, не имеющим квалификации KNX.

В режиме S-Mode обученные KNX подрядчики/интеграторы могут реализовать сложные установки.

Различают следующие режимы:

Простая установка (режим E-M): Конфигурация выполняется без помощи ПК, но с помощью центрального контроллера, кодовых колес или кнопок. Продукты, совместимые с режимом E-Mode, обычно имеют ограниченную функциональность и предназначены для установок среднего размера.

Установка системы (S-Mode): Планирование установки и конфигурирование осуществляется с помощью ПК с установленным программным обеспечением ETS, при этом данные об изделиях производителей содержатся в базе данных ETS. Режим S предназначен для сертифицированных KNX проектировщиков и подрядчиков, а также для крупногабаритных установок.

8. KNX поддерживает несколько форм средств связи.

Каждая коммуникационная среда может использоваться в сочетании с одним или несколькими режимами конфигурации.

Это позволяет каждому производителю выбрать правильную комбинацию для целевого сегмента рынка и применения.

Витая пара (KNX TP): KNX передается по отдельному шинному кабелю, иерархически структурированному по линиям и зонам.
Линия электропередачи (KNX PL): KNX передается по существующей сети электропитания.
Радиочастотный (KNX RF): KNX передается с помощью радиосигналов. Устройства могут быть одно- или двунаправленными.
IP/Ethernet (KNXnet/IP): Эта широко распространенная коммуникационная среда может использоваться в сочетании со спецификациями KNXnet/IP, которые позволяют туннелировать или маршрутизировать кадры KNX, инкапсулированные в IP-кадры.

9. KNX может быть соединен с другими системами.

Несколько производителей KNX предлагают шлюзы к другим сетям (например, к другим системам автоматизации зданий, телефонным сетям, мультимедийным сетям, IP-сетям и т.д.).

Системы KNX могут быть сопоставлены с объектами BACnet (как документировано в международном стандарте ISO 16484-5) или предлагают возможность взаимодействия с технологией DALI.

10. KNX не зависит от каких-либо аппаратных или программных технологий.

KNX может быть реализован на любой микропроцессорной платформе.

KNX может быть реализован с нуля. Однако для облегчения выхода на рынок производители KNX могут также прибегнуть к услугам поставщиков компонентов систем KNX.

Для сертифицированных членов KNX это совершенно БЕСПЛАТНО без дополнительных роялти.

KNX является всемирно признанным СТАНДАРТОМ для всех приложений в области автоматизации умного дома и управления зданием - включая освещение, жалюзи и ставни, системы безопасности, отопление, вентиляцию, кондиционирование, мониторинг, сигнализацию, контроль воды, управление энергопотреблением, интеллектуальный учет, бытовую технику, аудио/видео и многое другое.