家居智能化解決方案(坤寶智能)
KNX/EIB智能化系統方案
鄭州坤寶智能技術有限公司
聯系人:王齊13653835354
KNX/EIB 智能建筑控制系統是國際統一的智能化總線標準。KNX 標準起源于歐洲,是世界上唯一被批準的、適用于家庭與樓宇自動化的國際標準。迄今為止,已有數百家制造廠商成為了 KNX 的會員,按照開放的 KNX 標準生產能夠相互兼容和交互操作的各種元器件,產品品種多達 20000 多種,幾乎覆蓋了建筑中各個專業和各種用途的需要。經過中國十余年的發展和實踐,KNX 電氣控制系統技術成功的被實施在全國各個地區的建筑項目中,著名的北京鳥巢體育館、國家水立方游泳中心等等都是 KNX 技術實施的典范。
歐洲標準 C (CENELEC N EN 0 50090 和 和 N CEN N EN 13321-1)
中國標準 Z (GB/Z 5 20965 住宅和樓宇控制系統) )
美國標準 E (ANSI/ASHRAE 135)
國際標準 C (ISO/IEC 14543-3)
KNX系統通過一條總線將各個分散的元件連接起來,各個元件均為智能化模塊,這意味著通過電腦編程的各個元件既可獨立完成控制工作,又可根據要求進行不同組合,從而實現不增加元件數量而使功能倍增的效果。
KNX系統的智能面板開關替代了傳統的面板開關,智能面板開關只與控制總線連接,智能面板開關通過總線發送信號控制相關的驅動器,從而實現對燈光、窗簾、空調、新風、影音等設備的控制。由于 KNX 系統是全分散型的結構,不需任何類似中央控制器的設備,同時面板開關又屬于安全低電壓設備,這樣可以最大限度確保了系統安全穩定的運行,減少了人工觸電的可能性。KNX 系統除了現場面板、觸摸屏以及中央控制室內中央控制外,還可以做到Internet 遠程控制。而且,通過定時設置以及存在感應及光線感應相結合的傳感器控制方式,使得系統更為靈活、易于修改、易于操作。通過該系統對燈光、電動窗簾、空調、插座等各種電氣設備的智能化控制,可有效地節約能源,極大提高了管理人員及工作人員的工作效率,節省了人力資源,使用戶能夠更為方便舒適的使用。
四、KNX 系統在樓宇智能控制中的主要功能
KNX 系統主要通過對各種末端電氣設備,例如燈光、窗簾、空調、排風扇、插座、影音系統、會議系統等進行集中控制,并與安防消防系統進行聯動,達到自動控制,舒適安全、節能經濟的環境控制效果。KNX系統產品廣泛適用于辦公樓宇的各個控制區域,例如地下停車場、園林景觀燈光、公共區域照明、會議室、影音室、餐廳、VIP 室等各個區域。
五、KNX系統優點
舒適 對燈光開關、調光、窗簾、空調、地暖、影音等設備進行統一的控制和管理, 紅外控制、PAD移動控制、手機遠程控制等豐富的控制方式大大提高了便捷性,場景控制和定時控制的使用為用戶創造一個更加自然舒適的環境。
靈活 能滿足多種用戶對不同環境功能的需求, 用戶不需要重新開墻布線也可以通過編程而迅速的改變面板的使用功能,讓建筑電氣功能設置更加的靈活方便。
安全 所有控制按鍵都是30v低壓電信號,有效避免觸電可能。同時系統可以輕松與安防、消防等系統集成,對消防火災、煤氣報警、漏水等緊急突發事件能及時報警并自動處理,消除隱患,為建筑的安全提供了可靠的保障。
節能 根據人員的活動狀況、工作規律、時段、自然光狀況來自動調節室內外光照及溫度環境,以最大限度地減少能量消耗;通過KTS網關對空調地暖等高耗能設備的管理,能大幅度的節省能源消耗。
便捷 自動化的管理和中央控制軟件的使用,可以減少管理與維護人員的工作量,降低管理成本,提高工作效率。場景化的使用,讓用戶能夠對電氣設備進行一鍵操控,十分便捷。
六、方案概述
采用KNX控制系統的設計,是智能化程度較高的設計,同時能兼顧節能效果。而模塊化的功能選購,搭積木式的組裝方式使系統具有強大的可擴展性,可以根據業主的需求靈活搭配,便于拓展和更改。并且因為KNX每個系統模塊都有獨立的控制芯片,系統中任何傳感器和驅動器的損壞,不會影響到其它無程序關聯的系統設備的運行。設備維修和更換時,系統的其余部分可照常運行,維護保養方便。對于功能的增加或控制回路的增加,只需掛接相應的元件,而無需改動系統內原有的元件和接線,便能達到要求
隨著人們對建筑品味的日益提高,人們在希望降低能源消耗的同時,對建筑物電氣安裝的靈活性、舒適性與功能性也提出了越來越高的要求,它有力的推進了建筑系統工程的發展。建筑系統工程的基礎是建筑安裝技術的一體化,打破行業的界線,將智能化的家庭技術與樓宇技術的全部功能包攬于一身。傳統的電氣安裝技術已難以滿足現代化建筑的需要,所謂智能化的建筑成為當今先進建筑的必然。
早在20世紀80年代中期,各家公司就已不謀而合的醞釀著將總線技術應用于電氣安裝技術與樓宇技術,人們已經發現各個廠家專用系統的進入市場,給市場的相互廣泛滲透設置了屏障。在此背景下,發源于歐洲的KNX/EIB(European Installation Bus,歐洲安裝總線)智能安裝系統應運而生。
KNX/EIB是將目前計算機控制技術領域最新的現場總線技術應用于傳統的電氣安裝領域的新技術,它使來自各行各業各工種的各個單獨的產品和系統聯合成為一個相互聯通的系統,有效地實現了對照明、調光、百葉窗、場景控制、用電負荷控制、安保、供熱系統等的智能控制,達到安全、節能、人性化的效果,并能在今后的使用中方便地根據用戶的需求進行變更,成為真正靈活智能的電氣安裝系統。它的優勢是傳統電氣安裝所無法比擬的。
現代的建筑離開電是無法想象的。無論是傳統的照明和插座,還是現代化的通訊、安保等技術,都離不開電的供應。KNX/EIB技術本身是在傳統電氣安裝技術基礎上引入現場總線概念而發展起來的,它對傳統電氣安裝技術而言是一次突破性的革命,是當今建筑技術領域非常優秀的技術標準。
KNX/EIB總線系統適用于工業建筑、樓宇建筑和住宅建筑。工程設計簡單和使用過程中的靈活性與經濟性,已經使KNX/EIB獲得了日益廣泛的應用,它克服了傳統安裝技術的諸如控制電纜的數量的不斷增多、工程設計耗時費力、火災負擔高以及維修與故障查找的能見性差等許多缺點,綜合了過去必須使用許多單個系統才能完成的建筑功能,它具有現場總線技術的核心優點如系統結構簡單,設計、安裝和維護方便,全分散控制等,解決了建筑中由于涉及工種和功能過多而導致系統過于獨立和操作復雜的問題,電力線可直接通向用電設備,傳感器可方便的用總線電線來連接,相同的界面、相同的按鈕、跨行業的一體化控制,應用領域空前擴展。如下圖所示,它不僅完全滿足傳統電氣的安裝要求,也覆蓋了樓宇系統和住宅系統中的功能要求:
對于目前的常規電氣安裝技術,主要是由直接數位控制器針對建筑內各項系統及設備如電力,照明,給排水,消防,空調通風,電梯等進行數據采集和控制,再將控制和報警信號傳送到中央主計算機進行動態圖形,事件處理或其他記錄控制處理。這樣的系統中,往往由于不同廠商的產品之間不能互相通信,必須配備獨立的控制管線,這種結構的缺點是顯而易見的:
配電線路復雜,安裝空間大電纜用量大造成大量材料浪費
火災隱患大系統功能固定,增容能力差運行成本高,能源大量浪費
采用KNX/EIB電氣安裝總線系統后,由于所有的控制信號都是通過一根雙芯控制電纜傳輸,因而節約了傳統安裝中大量的電纜,而控制線路與配電線路單位完全分開,更加大大降低火災隱患,所以說KNX/EIB是真正的兩線制電氣安裝系統,也是中國電氣安裝技術的發展趨勢。另外,采用KNX/EIB安裝總線系統,不僅能滿足電氣安裝中的這些要求,而且將報警、狀態顯示、集中監控等信號通過總線與系統相連,并能通過通信接口與相關系統,如電話網、數字網、因特網、樓宇控制系統等相連進行通訊和集成,從而構成現代智能建筑體系。因此,KNX/EIB安裝系統很明顯具有以下優點:
根據時尚的且面向未來的系統工程理念進行安裝減少電線耗用量和布線所占的地位簡化規劃設計,縮短安裝時間
能迅速而方便的加裝補充功能可跨行業的使用不同生產廠商供應的產品通過復合管理和能源管理,降低能源需要量和物業管理費用
如有用途變化或需變更原來的房間分割時,可大大降低由變更引起的各項后續費用(只需變更設定的參數,而不需改變安裝)
KNX/EIB電氣安裝總線系統是將計算機控制技術領域最新的現場總線技術應用于傳統的電氣安裝領域,系統中的所有總線元件都有自己的智能體,所以不需要中央控制單元(例如PC),因此KNX/EIB系統的組成極為方便,既可以用于小型的安裝(樓層)也可用于大型項目(機場、酒店、行政辦公樓、工業建筑等等)。KNX/EIB總線元件從功能上可以分為三大類:傳感器、執行器、系統元件。隨著總線元件的不斷開發,應用KNX/EIB可以實現建筑中越來越多的物業管理合能源管理方面的新任務。
KNX/EIB系統采用單元地址化結構設計,根據系統的等級結構和應用控制器的功能賦予每個功能部件以相應的物理地址,控制命令通過總線傳遞到相應的地址,達到控制目的。其中物理地址采用樹狀結構,系統以線——域——多個域的方式進行拓展。
線
線路是KNX/EIB拓撲結構里最小的單元。每臺總線設備(DVC)可通過發送電信號的方式同其他設備交換信息,最多可以有64臺總線設備在同一線路上運行。實際連接的總線設備數量取決于所選的總線電源和單個設備的電源需求。
域
每一條線可以使用64個總線裝置,當超過這個數量時,多條線經由線路耦合器(LC)連接在主干線上構成一個區域。一個區域最多有15條線,每條線最多64個總線設備,故而一個區域的最大容量為960路總線設備。每條線路包括主線必須有自己的能量提供單元。
多個域
同樣當系統的裝置數量超過一個區域的容量時,可以將不同的區域經由區域耦合器進行連接,總線系統上最多可以包括15個區域,可以連接超過14000個總線設備。
KNX/EIB系統采用的是開放式通信協議,采用符合通信協議的接口——即網關,可以將KNX/EIB系統自由地與其他系統相連,例如:ISDN、電力網、樓宇管理設備等等,實現數據的雙向交換。
KNX/EIB系統的拓撲結構層次簡單、清晰。其優點集中體現在靈活和穩定兩方面:
靈活性:系統采用樹狀結構拓展,每個總線設備的位置在系統中基本可以隨意擺放。另外,整個系統構架可大可小,適用于不同類型、不同規模的項目。
穩定性:由于系統中每個線路有自己的供電電源,這些電源在電位上是相互隔離的,這樣一條線路上發生的故障不會影響其他線路,確保整個KNX/EIB系統的高度穩定性。
KNX/EIB問世十多年來,在近兩百家會員廠商的共同研發努力下,共生產出了4000多種功能元件,可以說,建筑中和電有關的幾乎所有功能,KNX/EIB都有相應的模塊來實現。這是一個了不起的成就,它也體現了開放系統的巨大優越性:無論那個廠商,以一己之力,是很難開發功能如此齊全的全系列產品的。這些不同廠商的元件可以完全無障礙地進行組合,在功能的界面下調試和正常工作。
KNX/EIB的元件從功能上可以分為三大類:傳感器、執行器和系統附件。尤其是取代傳統面板按鈕開關的KNX/EIB多功能開關,外形和安裝都和傳統的86型開關類型,但在一個面板上可以實現照明、空調、窗簾等多種功能,真正實現了多系統的集成。
KNX/EIB(European Installation Bus,歐洲安裝總線)是基于一個電氣安裝標準,由一些廠商開發的通訊系統。早在1992年,德國標準化協會出版了德國準標準DIN V VDE 0829,規范了KNX/EIB標準。KNX/EIB完全基于ISO/OSI開放系統互連參考模型,并使用其中的5層協議,在每個參考模型層上實現了不同的功能。 KNX已經規范了稱為KONNEX網絡標準,來提供標準的應用服務。應用服務的數量基于一些KNX/EIB工作組來增加。KNX/EIB是歐洲TC247控制標準之一,TAC247標準也同時包括LonWorks/ANSI/EIA709/EIA852,BACnet等標準。
KNX/EIB和其它現場總線協議一樣,各總線設備之間通過報文交換它們的信息,報文是由一連串的符號組成,里面包含例如開關主令或信號。因為KNX/EIB系統采用雙絞線進行信號傳輸,總線電線是對稱的結構,而且電線的安裝不存在對地電位,所以在兩根芯線之間不會由于電位差而引起對地電位的故障。傳輸技術在傳輸速度、脈沖產生和脈沖接收方面,設計得使總線電線不需要終端阻抗就可以任意的拓撲。
在KNX/EIB上傳輸的速率最大值為9.6kb/s,相當于每秒40-50份報文。
各個總線設備在總線上的信息存取被控制的確保信息交換有條不紊??偩€上報文交往是通過串行、異步傳輸來保證有序進行的。為了提高可靠性和達到最大傳輸速率,KNX/EIB是應用CSMA/CA(具有避免沖突的載波偵聽多路存?。┛偩€存取法,通過這種方法,使得在多個總線設備同時發送報文時就不會發生報文丟失現象,而且KNX/EIB有自己的優先權定義,報文發送的先后次序嚴格貫徹優先性,以保證信號的有序傳送。
在任何時候,所有的總線設備總是同時接收到總線上的信息,只要總線上不再傳輸信息時,總線設備即可獨立決定將報文發送到總線上。KNX/EIB的傳輸是按事件控制的,也就是說,當事件真正發生時和需要傳輸信息時才將報文發送到總線上。
1) Rudolph LCD旋鈕面板(定制,樣式可變,多樣選擇)
運行顯示器、狀態顯示器、標簽按鍵組成一個使用方便的控制單元。該運行顯示器還能起到定位提示的作用。帶室溫調控器和顯示器。室溫調控器用于帶有KNX無級調節驅動裝置的供暖和降溫系統,或者用來控制開關執行器和供暖執行器。白色背光顯示器用于顯示諸如時鐘時間、日期、溫度和運行模式等信息。用操作菜單可以設置標準運行方式、額定值、顯示模式、亮度。
多功能控制面板的功能:
周期性讀取外部溫度值,風扇控制。
調節器類型:兩點調節、連續比例積分調節、開關式比例積分調節(PWM脈沖寬度調制)輸出端:在0至100%范圍內持續調節或者開關式調節。