Artykuł zawiera przegląd popularnych i mniej znanych standardów wykorzystywanych do realizacji systemów „inteligentnych budynków, domów i mieszkań”. Popatrzmy na standaryzację okiem inwestora oraz wykonawcy. Odkryjmy fakty, które nie są powszechnie znane. Stosowanie rozwiązań standardowych daje z reguły wiele korzyści. Wykorzystanie poszczególnych standardów pozwala na poszerzenie możliwości systemu, a bardzo często na obniżenie kosztu instalacji. Przypatrzmy się kilku standardom, które są związane z wykonywaniem „inteligentnych instalacji”.

Standardy bardziej lub mniej znane

Protokół KNX (dawniej nazywany EIB), propagowany przez organizację KONNEX, jest obecnie najszerzej wspieranym standardem automatyki małych i średnich budynków. Obejmuje cztery media transmisyjne: magistralę opartą na skrętce miedzianej, magistralę opartą na sieci zasilającej, magistralę opartą o protokół IP oraz fale radiowe. Powstało wiele norm europejskich i międzynarodowych, które opisują standard KNX (zobacz też: Normy i standard KNX w ramce). Nic więc dziwnego, że urządzenia do systemów KNX produkuje ponad sto fi rm z całego świata. Wszystkie moduły są kontrolowane pod kątem kompatybilności ze standardem, co daje rzadko spotykane możliwości współpracy urządzeń produkowanych przez różne fi rmy. Elementy widoczne dla użytkownika charakteryzują się różnorodnym wzornictwem, które może zaspokoić gusta nawet najbardziej wymagających klientów. Dzięki temu, że na rynku jest już ponad stu producentów, należy rozprawić się z mitem, że system KNX musi być kosztowny. Nie musi być, ponieważ dostępne są obecnie urządzenia produkowane w krajach, których gospodarka jest zbliżona do naszej, co powoduje, że ceny urządzeń są dla nas łatwiej akceptowalne. Ale oczywiście każdy system „domu inteligentnego” będzie inwestycyjnie droższy od rozwiązań nie wyposażonych w „inteligencję”. Trzeba sobie również zdawać sprawę, że dobrze zaprojektowany i sprawnie działający system takiego budynku, domu czy mieszkania wpływa na zmniejszenie zużycia energii, której koszty stale rosną. Czyli zainwestowanie w taki system przyczynia się do realnego obniżenia kosztów eksploatacji, co w rezultacie powoduje po pewnym czasie zwrot nakładów poniesionych na inwestycję. (…)

EnOcean (…)

1-wire (…)

RS485, RS232

RS485 to znany od wielu lat standard komunikacji, używany w automatyce przemysłowej, systemach alarmowych i kontroli dostępu, określony przez Electronics Industry Association jako EIA-485. Bardzo stabilna komunikacja na odległość nawet powyżej 1 km (do 1200 m), przy prędkościach transmisji do 100 Kbit/s. Na magistrali można zainstalować do 32 niezależnie adresowanych urządzeń. Nadaje się więc wszędzie tam, gdzie jest potrzebna pewność transmisji przy niezbyt dużej ilości transmitowanych danych. W systemach automatyki budynkowej nadaje się do komunikacji ze stacjami pogodowymi np. fi rmy ELSNER ELEKTRONIK (stacje pogodowe z interfejsem RS485 należą do najtańszych na rynku) oraz (po prostym przekonwertowaniu z symetrycznego RS485 na powszechnie znany niesymetryczny RS232) do sterowania większością bardziej wyrafi nowanych urządzeń audio-video (AV) takich jak amplitunery wielokanałowe, odtwarzacze, telewizory czy projektory. Interfejs RS232 można wykorzystać również do integracji pomiędzy systemem automatyki „inteligentnego domu” a systemem zabezpieczeń. Stosowanie w systemach „inteligentnego budynku” transmisji RS485 i RS232 (RS od angielskiego Recommended Standard) wymaga nieco wyższych kompetencji od osoby programującej system (np. znajomości odpowiednich komend sterujących urządzeniami AV różnych producentów). Interfejsy RS485 i RS232 znajdują się m.in. w ofercie fi rm LOXONE i WAGO.

Rys. 4. Bezprzewodowy system EnOcean do sterowania klimatyzacją i „inteligentnym domem” KNX, oparty o interfejsy firmy INTESIS

0-10 V (…)

DALI (…)

DMX512 (…)

Wykorzystanie różnych  standardów do obniżenia kosztów „inteligentnych instalacji” (…)

Normy i standard KNX

W grudniu 2003 r. protokół KNX wraz z dwoma mediami komunikacyjnymi, magistralą opartą na skrętce miedzianej TP (z ang. Twisted Pair) i magistralą opartą na sieci zasilającej PL (z ang. Power Line) został zatwierdzony przez europejskie komitety narodowe i ratyfikowany przez Europejski Komitet Normalizacyjny Elektrotechniki CENELEC jako normy europejskie grupy EN 50090 (w Polsce normy grupy PN-EN 50090). Fale radiowe RF (z ang. Radio Frequency) jako medium komunikacyjne dla standardu KNX zostały zatwierdzone w maju 2006 r. Stowarzyszenie KONNEX przedstawiło specyfikację KNX również Europejskiemu Komitetowi Normalizacyjnemu CEN celem zatwierdzenia jej jako europejskiego standardu dla systemów automatycznego sterowania budynkami. CEN opublikował specyfikację KNX jako normy EN 13321-1:2006 i EN 13321-2:2006 (w Polsce PN-EN 13321-1:2007 i PN-EN 13321-2:2007). Ze względu na duże zainteresowanie tą technologią poza Europą oraz produktami kompatybilnymi ze standardem KNX podjęto również odpowiednie kroki w kierunku zatwierdzenia standardu KNX na szczeblu międzynarodowym. Pod koniec roku 2004 kraje aktywne w pracach CENELEC zaproponowały normę europejską EN 50090 jako standard ISO/IEC. W listopadzie 2006 r. protokół KNX wraz ze wszystkimi mediami komunikacyjnymi (TP, PL, RF i IP) został zatwierdzony przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną ISO oraz Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną IEC jako normy międzynarodowe grupy ISO/IEC 14543-3. To spowodowało, że KNX stał się jedynym na świecie otwartym standardem dla instalacji sterowania domami i budynkami. Duże zainteresowanie Chin technologią KNX skłoniło KONNEX do przetłumaczenia standardu międzynarodowego ISO/IEC 14543 na język chiński. Chiński narodowy komitet techniczny SAC/TC 124 (SAC – skrót ang. Standardization Administration of China) wprowadził standard KNX do Chin i opublikował go w lipcu 2007 r. jako chińską normę GB/Z 20965-2007. Również łączenie systemu KNX z innymi systemami automatyki zostało unormowane na szczeblu międzynarodowym. Amerykańska norma, zatwierdzona wspólnie przez American National Standards Institute ANSI i American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers ASHRAE pod numerem ANSI/ASHRAE 135, jak i dokumenty ISO 16484-5 określają m.in. zasady łączenia pomiędzy standardem KNX a standardem BACnet.

(za oficjalną stroną Stowarzyszenia KNX − www.knx.org, uzupełnienia dokonane przez autora).

Rys. 7. Interfejs KNX – DALI firmy JUNG

Podsumowanie

Powyższy materiał miał na celu przybliżenie niektórych standardów stosowanych w instalacjach „inteligentnych domów” i pokazanie, że taki system nie musi być bardzo drogi (ponieważ mamy w zasięgu ręki ekonomiczne, a jednocześnie standardowe rozwiązania). Sprawny integrator jest w stanie tak dobrać właściwe urządzenia na potrzeby klienta, aby uzyskać odpowiedni efekt za rozsądną cenę. Jeżeli do tego dochodzą argumenty dotyczące obniżenia przyszłych kosztów eksploatacji budynków, liczba takich realizacji powinna się stale zwiększać. Przy rosnących kosztach pozyskiwania energii nie ma już chyba odwrotu od budowania „inteligentnych mieszkań, domów i budynków”.