Inteligentne instalacje budynkowe KNX. Samouczek

KNX to wiodący system automatyki budynkowej, stosowany zarówno w domach jednorodzinnych, biurach, jak i obiektach użyteczności publicznej. Umożliwia wysoki poziom personalizacji, dzięki szerokiemu wyborowi wzorów urządzeń obsługowych (przycisków, paneli, czujek). Niniejsza książka to przegląd całego spektrum zagadnień, związanych z projektowaniem i uruchamianiem instalacji KNX, opracowany przez certyfikowanych specjalistów – praktyków. Poradnik został wzbogacony o wiedzę z zakresu integracji systemu KNX ze współczesnymi urządzeniami IT oraz ich oprogramowaniem, przy uwzględnieniu zasad cyberbezpieczeństwa. Książka skierowana jest przede wszystkim do: elektryków instalatorów, architektów, projektantów, administratorów budynków oraz studentów kierunków związanych z automatyką budynkową.

Podziękowanie 11 Przedmowa 13 1. System KNX 15 1.1. Historia 15 1.2. Różnice między instalacją konwencjonalną a magistralną KNX 16 1.2.1. Oprzewodowanie 16 1.2.2. Urządzenia 18 1.3. Zalety 19 1.3.1. Ilość przewodów 19 1.3.2. Ekologia 19 1.3.3. Bezpieczeństwo 20 1.3.4. Komfort 20 1.3.5. Prestiż 21 1.3.6. Estetyka 21 1.3.7. Oszczędność czasu 21 1.4. Integracja 21 1.5. Media transmisyjne 22 1.5.1. Magistralny przewód miedziany 22 1.5.2. Transmisja radiowa 24 1.5.3. Ethernet 25 1.5.4. Przewody zasilające 25 1.5.5. Zasilanie 26 1.6. Obszar zastosowania KNX 26 1.7. Zakres zastosowania 27 1.8. Rodzaje sterowania 29 1.9. Przykłady zastosowania sterowania KNX 31 2. Budowa instalacji KNX 35 2.1. Zasadnicze elementy instalacji KNX 35 2.2. Budowa urządzeń KNX 36 2.3. Urządzenia systemowe 37 2.3.1. Zasilacze 37 2.3.2. Złącza USB 40 2.3.3. Złącza liniowe/obszarowe TP-TP 40 2.3.4. Złącza PL-TP 44 2.3.5. Złącza RF-TP 44 2.3.6. Złącza IP-TP 45 2.4. Urządzenia wykonawcze 46 2.4.1. Wyrobniki załączające 48 2.4.2. Wyrobniki żaluzjowe 52 2.4.3. Wyrobniki ściemniające 55 2.4.3.1. Wyrobniki ściemniające fazowo 55 2.4.3.2. Wyrobniki ściemniające do LED 58 2.4.3.3. Analogowe wyrobniki ściemniające 1–10 V 61 2.4.3.4. Wyrobnik ściemniający DALI 61 2.4.4. Wyrobniki grzewcze 62 2.4.5. Wyrobniki wielofunkcyjne 67 2.4.6. Wyrobnik analogowy 70 2.4.7. Podsumowanie 71 2.5. Urządzenia obsługowe 71 2.5.1. Czujniki przyciskowe 71 2.5.2. Czujniki wartości fizycznych 75 2.5.3. Czujniki ruchu i obecności 78 2.5.4. Wejścia analogowe 79 2.5.5. Wejścia binarne 81 2.6. Urządzenie centralizujące – przetwarzające informacje 83 2.6.1. Serwery KNX 83 2.6.2. Obsługowe urządzenia centralizujące 87 2.6.3. Urządzenia mobilne 88 2.7. Dalszy rozwój 89 3. Topologia 91 3.1. Linia 92 3.2. Linia podrzędna 93 3.3. Linia główna 95 3.4. Linia obszarowa 96 3.5. Rozbudowa linii o segmenty 96 3.6. Rozbudowa instalacji KNX za pośrednictwem sieci komputerowych 98 3.7. Rozszerzanie instalacji KNX TP za pomocą urządzeń radiowych KNX RF 100 3.8. Rozbudowa instalacji KNX dzięki przyłączaniu do niej innych systemów automatyki 102 4. Komunikacja w KNX 103 4.1. Sposób wysyłania informacji 103 4.2. Rodzaje adresowania 106 4.3. Adresy indywidualne 108 4.4. Adresy grupowe 109 4.5. Flagi 111 4.6. Telegram 114 4.6.1. Pole kontrolne (pole1) 114 4.6.2. Adres źródłowy (pole 2) 115 4.6.3. Adres docelowy (pole 3) 115 4.6.4. Typ adresu (pole 4) 115 4.6.5. Licznik przejść (5) 115 4.6.6. Pole długości (6) 115 4.6.7. Pole wartości (7) 115 4.6.8. Pole sprawdzające (pole 8) 116 4.7. Warunki prawidłowej komunikacji 116 5. Projektowanie magistrali KNX 119 5.1. Niezbędne wyposażenie 120 5.2. Zestawienie sterowanych urządzeń i odbiorników 120 5.2.1. Oświetlenie 121 5.2.2. Żaluzje i inne napędy 122 5.2.3. Ogrzewanie i chłodzenie 123 5.2.4. Pozostałe instalacje 123 5.3. Sporządzanie dokumentacji 124 5.4. Projekt instalacji elektrycznej 129 5.4.1. Dobór urządzeń wykonawczych 129 5.4.2. Oprzewodowanie 130 5.4.3. Dobór urządzeń obsługowych 131 5.4.3.1. Funkcjonalność klawiszy 132 5.4.3.2. Rodzaje przycisków 135 5.4.3.3. Dodatkowe funkcje przycisków 136 5.4.3.4. Dobór przycisków 136 5.4.4. Magistrala KNX 139 5.4.5. Projekt elektryczny 140 5.4.5.1. Urządzenia systemowe 140 5.4.5.2. Topologia 141 5.4.5.3. Pętle indukcyjne 141 5.4.5.4. Podział na linie 142 5.4.5.5. Projekt urządzeń wykonawczych 143 5.4.5.6. Projekt rozdzielnicy 144 6. Projektowanie w ETS – Ćwiczenia praktyczne – Uruchamianie – Oprogramowanie aplikacyjne ETS 147 6.1. Zestaw urządzeń KNX 147 6.2. Zadania podstawowe 151 6.2.1. Zadanie 1 – Utworzenie projektu 152 6.2.2. Zadanie 2 – Ustawienia i import baz danych ETS 154 6.2.3. Zadanie 3 – Odwzorowanie budynku w ETS 158 6.2.4. Zadanie 4 – Wstawianie urządzeń do projektu 161 6.2.5. Zadanie 5 – Tworzenie adresów grupowych 166 6.2.6. Zadanie 6 – Parametryzacja przycisku oraz wyrobnika załączającego 169 6.2.7. Zadanie 7 – Przyporządkowanie wyjść wyrobnika konkretnym przyciskom 172 6.2.8. Zadanie 8 – Zbudowanie instalacji magistralnej i zaprogramowanie 174 6.2.8.1. Wyposażenie 175 6.2.8.2. Montaż urządzeń i wykonanie połączeń 175 6.2.8.3. Konfiguracja połączenia komputera z instalacją 175 6.2.8.4. Programowanie urządzeń 177 6.2.8.5. Sprawdzenie działania 181 6.2.9. Zadanie 9 – Sygnalizacja stanu lampy 183 6.2.10. Zadanie 10 – Sterowanie żaluzjami 184 6.2.11. Zadanie 11 – Ściemnianie lamp 188 6.2.12. Zadanie 12 – Regulacja temperatury 193 6.2.13. Zadanie 13 – Zmiana przeznaczenia przycisku 196 6.2.14. Zadanie 14 – Sceny świetlne 201 6.2.14.1. Programowanie scen wewnętrznych 201 6.2.14.2. Programowanie scen zewnętrznych 207 6.2.15. Zadanie 14 – Zmiana trybów ogrzewania 213 6.3. Projektowanie modułu mieszkalnego 213 6.3.1. Moduł mieszkalny 215 6.3.2. Parametryzacja wejść multistation 216 6.3.3. Parametryzacja czujnika przyciskowego 228 6.3.4. Przeznaczenie wyjść z wyrobników 235 6.3.5. Parametryzacja wyjść wyrobnika załączającego 236 6.3.6. Parametryzacja wyjść urządzenia wielofunkcyjnego 239 6.3.7. Parametryzacja wyjść sterownika LED 242 6.3.8. Parametryzacja wyjść wyrobnika grzewczego 247 7. Projektowanie i programowanie wizualizacji 255 7.1. Wizualizacja 255 7.1.1. Wstęp 255 7.1.2. Małe serwery do wizualizacji – cechy 257 7.1.3. Uruchomienie serwera wizualizacji 258 7.1.4. Adresowanie urządzenia 259 7.2. Projektowanie miniserwera X1 261 7.2.1. Wstawianie miniserwera X1 do projektu w ETS 261 7.2.2. Projektowanie miniserwera za pomocą GIRA Project Assistant 262 7.2.2.1. Projektowanie miniserwera X1 za pomocą w GIRA Project Assistant – struktura programu 262 7.2.2.2. Projektowanie miniserwera X1 w GIRA Project Assistant – widok projektu 263 7.2.2.3. Programowanie urządzenia w GIRA Project Assistant – tworzenie wizualizacji 268 7.3. Korzystanie z wizualizacji 275 8. Bezpieczeństwo instalacji a KNX Secure 279 8.1. Czemu (kiedy?) warto je stosować 279 8.2. Zagrożenia związane z połączeniem KNX z siecią komputerową 280 8.3. Sposoby zapewnienia bezpieczeństwa 282 8.4. Zabezpieczenie dostępu do instalacji KNX poprzez internet 284 8.4.1. Połączenie VPN 284 8.4.2. Połączenie Gira S1 289 8.5. Zabezpieczenie transmisji wewnątrz instalacji 293 8.5.1. Bezpieczeństwo fizyczne 293 8.5.2. VLAN/wydzielona infrastruktura sieci komputerowej IP 295 8.5.3. KNX IP Secure 295 8.5.3.1. KNX IP Secure – właściwości 295 8.5.3.2. Konfiguracja KNX IP Secure 301 8.5.4. KNX Data Secure 304 8.5.4.1. KNX Data Secure – właściwości 304 8.5.4.2. Zastosowanie technologii KNX Data Secure 307 8.5.5. KNX Secure – klucz FDSK 309 8.5.6. Komunikacja KNX z IoT 309 8.6. Generalne zalecenia ogólnego bezpieczeństwa instalacji KNX 310 8.6.1. Zalecenia dotyczące procesu projektowania i uruchamiania instalacji 310 8.6.2. Ogólne zalecenia w praktyce 311 8.7. Programowanie instalacji z urządzeniami KNX Secure 312 8.8. Podsumowanie 322 9. Wykonawstwo instalacji KNX 323 9.1. Trasy przewodów zasilających 323 9.2. Ochrona przepięciowa 328 9.3. Sprawdzanie instalacji 329 9.3.1. Sprawdzenie polaryzacji 329 9.3.2. Sprawdzanie nieprawidłowych połączeń 330 9.3.3. Sprawdzanie rezystancji izolacji 330 9.3.4. Sprawdzanie napięcia magistralnego 330 9.4. Montaż urządzeń magistralnych 331 9.5. Przyłączanie obwodów do wyrobników 332 9.6. Sprawdzenie działania 333 9.7. Serwisowanie instalacji 333 10. Pojęcia 335 11. Bibliografia i linki 345 11.1. Linki uzupełniające 345 11.2. Projekty 345 11.3. Bibliografia 346