Instalacje w Inteligentnych Budynkach

Podobne dokumenty
Mariusz Nowak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Mariusz Nowak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

ZASTOSOWANIE SYSTEMÓW AUTOMATYKI W ZARZĄDZANIU BUDYNKAMI THE APPLICATION OF AUTOMATION SYSTEMS IN BUILDING MANAGEMENT

Mariusz Nowak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

INSTALACJA W SYSTEMIE KNX/EIB. Komunikacja. Dr hab. inż. Antoni KLAJN Politechnika Wrocławska, Instytut Energoelektryki

Czy system inteligentnego budynku musi być bardzo kosztowny? Autor: Andrzej TOMCZAK

Nowoczesne, innowacyjne technologie jako rozwiązania zmierzające do osiągnięcia poprawy efektywności energetycznej budynków

Ocena wpływu systemów automatyki na efektywność energetyczną budynków w świetle normy PN-EN cz. 2

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu ELEKTROTECHNIKA (Nazwa kierunku studiów)

KIM JESTEŚMY INDUSTRY. APA GROUP Automatyka przemysłowa Building Management System Robotyka Elektryka IT/scada Mechanika Elektronika

Wkolejnej części artykułu

1. Zalety stosowania zintegrowanych systemów zarządzania inteligentnym budynkiem. 2. Podsumowanie - BMS w IB

Zebranie Zarządu Koła SEP nr 43 Wrocław, 16 maja 2013

LABORATORIUM INTELIGENTNYCH SYSTEMÓW ELEKTRYCZNYCH

Dlaczego KNX? Logo KNX - znak towarowy

Opis merytoryczny. Cel Naukowy

SYSTEMY AUTOMATYKI I STEROWANIA W SŁUŻBIE EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ BUDYNKÓW

WYBRANE ZAGADNIENIA WSPÓŁPRACY POMIĘDZY SYSTEMEM KNX A NIEKTÓRYMI INSTALACJAMI BUDYNKOWYMI

LABORATORIUM ENERGOOSZCZĘDNEGO BUDYNKU

Kompleksowe rozwiązania.

PLAN DZIAŁANIA KT 173 ds. Interfejsów i Budynkowych Systemów Elektronicznych

Zastosowanie metod sztucznej inteligencji do potrzeb pomiarów i kształtowania gospodarki energetycznej w budynkach

Systemy sterowania i nadzoru w budynkach

Wymagania zapewnienia wysokiej

Dom inteligentny - komfort, bezpieczeństwo, oszczędność!

Systemy inteligentne w nowoczesnym budownictwie Studia I stopnia. Nowoczesne systemy inteligentne w budownictwie Rok:

KAMSOFT S.A. prezentacja firmy

Standard KNX. Standard KONNEX / KNX

Systemy sterowania budynkami

Routery RTR-XXX/XXX - Router RTR-FT10/FT10

SYSTEM EIB W LABORATORIUM OŚWIETLENIA I INSTALACJI ELEKTRYCZNYCH

EMITER Sp. z o.o. Katowice. DIVUS DOMUS, Teletask i Sienna w automatyce budynkowej. Wrocław

2. Zawartość dokumentacji. 1. Strona tytułowa. 2. Zawartość dokumentacji. 3. Spis rysunków. 4. Opis instalacji kontroli dostępu. 3.

Koncepcja fasady bioklimatycznej. oszczędność kosztów i energii oraz wzrost komfortu użytkowników

Instalacje grzewcze, technologiczne i przesyłowe. Wentylacja, wentylacja technologiczna, wyciągi spalin.

BUILDING EFFICIENCY. Rozwiązania efektywne energetycznie aby pomagać ludziom osiągać więcej

Monitoring techniczny serwerowni korzyści płynące z zastosowań systemu BMS

Komputerowe systemy zarządzania energią w budynkach Wykład 6. Podstawy informatyczne

Komputerowe systemy zarządzania energią w budynkach Wykład 6. Podstawy informatyczne

Sala Konferencyjna, Inkubator Nowych Technologii IN-TECH 2 w Mielcu, ul. Wojska Polskiego 3.

INTELIGENTNY DOM Systemy zarządzania energią

system inteligentne sterowanie oświetleniem

Modularny system I/O IP67

O NASZYM DATA CENTER

Moduł monitoringu energii elektrycznej

PHYSICAL SECURITY INFORMATION MANAGEMENT

Systemy sterowania i nadzoru w budynkach

STANDARD KNX Automatyka budynkowa Podstawowe informacje

Racjonalizacja zużycia energii elektrycznej w gminach

NODA System Zarządzania Energią

Zarządzanie systemami bezpieczeństwa pożarowego i technicznego w obiektach budowlanych

Routery RTR-XXX/XXX - Router FT/FO (RS485-78)

POLITECHNIKA GDAOSKA

wykonawca instalacji elektrycznych i teletechnicznych

Nowoczesne systemy sterowania oraz zdalnej kontroli i wizualizacji. DP ViewNet

Kierownik: Prof. dr hab. inż. Marian BŁACHUTA

Automatyka przemysłowa na wybranych obiektach. mgr inż. Artur Jurneczko PROCOM SYSTEM S.A., ul. Stargardzka 8a, Wrocław

Uniwersalny Węzeł LON

KONCEPCJA SYSTEMU STEROWANIA INTELIGENTNYM BUDYNKIEM PRZYSTOSOWANYM DLA OSOBY NIEPEŁNOSPRAWNEJ

SYNDIS-ENERGIA. System bilansowania mediów energetycznych

LABORATORIUM INTELIGENTNYCH SYSTEMÓW ELEKTRYCZNYCH

mgr inż. Jakub Grela Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej

Wentylacja i klimatyzacja w inteligentnym budynku Sterowanie ogrzewaniem

InPro SIEMENS AX wsparcie dla Systemów Telewizji Przemysłowej

Nowe spojrzenie na systemy monitoringu i sterowania sieciami ciepłowniczymi

WYKORZYSTANIE NIEKONWENCJONALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII WE WSPÓŁCZESNYCH BUDYNKACH. Marek Horyński 1 Politechnika Lubelska

Ćwiczenie 7. Projekt i programowanie wizualizacji w systemie KNX/EIB. z wykorzystaniem uniwersalnego koncentratora UK/S 32.1

HOMS. Steruj zdalnie swoim domem i przyciągaj klientów do biura. Leszno, czerwiec 2015 r.

Tabela 1 Spis elementów... 5

Autoryzowany dystrybutor systemów Delta Dore: Bezprzewodowy system automatyki budynkowej

LG Electronics Polska: Technologia wysokiej wydajności - klimatyzatory H-Inverter

Technologie informacyjne (5) Zdzisław Szyjewski

InPro BMS InPro BMS SIEMENS

Komputerowe systemy zarządzania energią w budynkach Wykład 4 Podstawy informatyczne

Aktywni odbiorcy i standardy automatyki budynkowej jako element Smart Meteringu w budynkach

Orange Smart City. Piotr Janiak Orange Polska

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska. Zygmunt Kubiak 1

The best solution for home electronic integration

Współczesne usługi monitoringu NOWE TRENDY

Projekt inwestycji dot. wdrożenia elementów Inteligentnego Systemu Transportu wraz z dynamiczną informacją pasażerską oraz zakupem taboru autobusowego

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

o Center SAUTER Vision Center wszystko jak na dłoni.

Inteligentny sterownik oświetlenia ulicznego Serii GLC100 Instrukcja obsługi

Na terenie Polski firma Turck jest również wyłącznym przedstawicielem następujących firm:

Innowacyjne rozwiązanie Zintegrowanego sterowania pomieszczeń buirowych

UNORMOWANIA PRAWNE W ZAKRESIE PROJEKTOWANIA, STANDARDÓW I FUNKCJONALNOŚCI INSTALACJI INTELIGENTNYCH BUDYNKÓW

TSZ-200. Sterowanie, kontrola i zasilanie systemów wentylacji pożarowej. kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła oraz sygnalizacji pożarowej

Nowe rozwiązania w układach sterowania firmy Tester

Foto: W. Białek SKUTECZNE ZARZĄDZANIE ENERGIĄ I ŚRODOWISKIEM W BUDYNKACH

Dzięki zastosowaniu modułów komunikacyjnych możliwe jest w ramach automatyki budynków sterowanie następującymi instalacjami:

WARUNKI ZABUDOWY ORAZ POZWOLENIE NA BUDOWE

Rozwiązania dla społeczności Seria Easy Series dla domów i bloków mieszkalnych

1. ZAŁOŻENIA I CELE PROJEKTOWE OPIS MAGISTRALI EIB Powstanie i rozwój EIB (ang. European Installation Bus)... 3

Moduł monitoringu mediów MMC

SPECJALNOŚĆ ELEKTRONIKA PRZEMYSŁOWA

Regio Regulatory Pomieszczeniowe

Systemy sterowania dla instalacji rezydencjalnych. Grzegorz Augustyn

System TEO Kompleksowa obsługa energetyki trakcyjnej prądu stałego

Instalacje elektryczne / Henryk Markiewicz. - wyd Warszawa, Spis treści. Przedmowa do wydania ósmego 11

Autoryzowany dystrybutor systemów Delta Dore: Bezprzewodowy system automatyki budynkowej

Transkrypt:

Ukazuje się od 1919 roku 10 06 Organ Stowarzyszenia Elektryków Polskich Wydawnictwo SIGMA-NOT Sp. z o.o. Mirosław PAROL Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki Instalacje w Inteligentnych Budynkach Streszczenie. Artykuł ten jest poświęcony inteligentnym budynkom, a w szczególności znajdującym się w nich instalacjom, tj. instalacjom inteligentnym. Przedstawione zostały najczęściej stosowane definicje inteligentnych budynków, a także wymienione zostały różnego rodzaju instalacje znajdujące się w inteligentnych domach i budynkach. Omówione zostały systemy zarządzania budynkami oraz standardy budynkowych systemów sterowania. W sposób szczegółowy scharakteryzowano system KNX/EIB, system LonWorks oraz standard komunikacyjny BACnet. Abstract. This paper concerns intelligent buildings, particularly installations inside them, i.e. intelligent installations. Most often used definitions of intelligent buildings have been presented. Different kind of installations within intelligent homes and buildings have been also described. Building management systems and standards of home and building electronic systems have been characterised. KNX/EIB system, LonWorks system and BACnet communication standard have been presented in detail (Installations in Intelligent Buildings). Słowa kluczowe: inteligentne budynki, instalacje inteligentne, systemy zarządzania budynkami, standardy budynkowych systemów sterowania. Keywords: intelligent buildings, intelligent installations, building management systems, home and building electronic system standards. Wstęp Wraz ze wzrostem zamożności społeczeństw, nieustannie wzrastają wymagania co do komfortu, funkcjonalności, a także bezpieczeństwa użytkowania budynków. Jednocześnie wysokie koszty eksploatacji budynków sprawiają, że powszechne jest dążenie do oszczędności. Chodzi tu głównie o zmniejszenie zużycia energii, które równocześnie sprzyja spełnieniu wymagań dotyczących ochrony środowiska [1]. Szacuje się [2], że zastosowanie systemów sterowania oświetleniem pozwala zaoszczędzić do 75% początkowego zużycia energii elektrycznej, zaś zastosowanie systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej może dać oszczędności wynoszące do 10% początkowego zużycia energii w obiektach użyteczności publicznej oraz w budynkach mieszkalnych. Ograniczenia w zużyciu energii powodują jednocześnie korzyści ekologiczne poprzez redukcję zanieczyszczeń emisji szkodliwych gazów oraz przyczyniają się do mniejszego zużycia pierwotnych nośników energii. W chwili obecnej jesteśmy świadkami ogromnego postępu w dziedzinie techniki mikroprocesorowej oraz teleinformatyki. Postęp ten ma bardzo duży wpływ na rozwój budownictwa, zarówno budownictwa użyteczności publicznej jak i budownictwa mieszkaniowego [3]. Nowoczesne budynki (domy), zwane inteligentnymi, powoli lecz systematycznie stają się standardem w zakresie budownictwa. Pierwsze koncepcje inteligentnych budynków i systemów zarządzania tymi budynkami powstały w latach 70. ubiegłego wieku [2]. Dotyczyły one budowy systemów sterowania wykorzystywanych do automatyzacji procesów produkcyjnych i optymalizacji wydajności (efektywności) ekonomicznej firm. Koncepcje te zostały następnie w latach 80. zaadaptowane w budownictwie użyteczności publicznej oraz w budynkach o charakterze mieszkalnym. Jak podano w [4, 5, 6], pierwszy artykuł poświęcony inteligencji budynku ukazał się pod koniec 1985 roku w czasopiśmie Engineering Digest. Od tego czasu minęło już ponad 20 lat, a mimo tego nie ma jednej, powszechnie akceptowanej definicji inteligentnego budynku. Można powiedzieć, iż w dalszym ciągu jest to dziedzina wiedzy dynamicznie się rozwijająca i wymagająca pewnego uporządkowania terminologicznego. Budynki nazywane inteligentnymi mogą mieć różnorodne przeznaczenie. Mogą to być w szczególności [7]: biura, szkoły, biblioteki, centra (obiekty) handlowe, banki, hotele, obiekty sportowe, szpitale, obiekty przemysłowe, obiekty mieszkalne (np. rezydencje). Zasadniczym elementem inteligentnego budynku jest bez wątpienia jego system zarządzania [2]. Celem tego systemu jest sterowanie, monitorowanie i optymalizowanie różnego rodzaju usług budynkowych. Inteligentne budynki Zgodnie z informacjami podanymi w [4, 5, 6], jedną z pierwszych definicji inteligentnego budynku (ang. IB) zaproponował w roku 1987 Instytut Inteligentnego Budownictwa (ang Intelligent Buildings Institute). Według tej definicji: Inteligentny budynek (ang. intelligent building, smart building) to obiekt, który dostarcza produktywnego i efektywnego w sensie ekonomicznym środowiska, poprzez optymalizację czterech jego podstawowych elementów struktury, systemów, usług i zarządzania oraz wzajemnych relacji (powiązań) między nimi. Inteligentne budynki mają pomagać ich właścicielom, zarządcom i użytkownikom w realizacji postawionych celów, w zakresie ekonomicznym (kosztów), komfortu, wygody, bezpieczeństwa, długoterminowej elastyczności i możliwości biznesowych. Inną definicję zaproponowano w [8]. Zgodnie z nią, inteligentny budynek to obiekt, który stwarza warunki pozwalające na jednoczesną maksymalizację wydajności PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 82 NR 10/2006 1

pracy osób w nim przebywających i efektywności zarządzania jego zasobami oraz minimalizację kosztów jego funkcjonowania. Z kolei wg [9], prawdziwie inteligentny budynek, to taki obiekt, który działa zgodnie ze strukturą piramidy (od pojedynczych instalacji i funkcji komunikacyjnych u podstawy piramidy do pełnej integracji u jej szczytu), pokazaną na rysunku 1. W budynku tym rozróżnia się usługi funkcjonalne oraz funkcje komunikacyjne. Usługi funkcjonalne podlegają integracji za pomocą Zintegrowanego Systemu Zarządzania Budynkiem (ang. IBMS), zaś funkcje komunikacyjne są integrowane na poziomie Zintegrowanego Systemu Komunikacji (ang. ICS). IBMS jest systemem, który integruje na poziomie software u co najmniej dwa oddzielne systemy (podsystemy), mogące się wymieniać między sobą informacjami w celu lepszego zarządzania oraz sterowania budynkiem. ICS integruje, jak widać, systemy (podsystemy) danych, obrazu i głosu. Zgodnie z [10], inteligentny budynek to obiekt, który ma zdolność do posiadania wiedzy o swojej konfiguracji i stanie. Jest on w stanie optymalnie reagować na przeważające bodźce środowiskowe i wykonywać w sposób przewidywalny odpowiednie reakcje fizyczne. Prawdziwie inteligentny budynek powinien mieć zdolność do uczenia się, dostosowywania i instynktownego reagowania na warunki środowiska, mając na celu zapewnienie komfortowych warunków pobytu i pracy w pomieszczeniach wewnętrznych oraz efektywnego zużycia energii. Bardzo syntetyczną definicję IB przedstawiono w [3]; inteligent budynek to obiekt, który posiada zintegrowany system zarządzania umożliwiający, dzięki integracji informacji pochodzącej od różnych systemów budynkowych, maksymalizację funkcjonalności, komfortu i bezpieczeństwa oraz minimalizację kosztów eksploatacji i modernizacji. Instalacje w inteligentnych budynkach Różnego rodzaju instalacje i systemy występujące w inteligentnych budynkach można przyporządkować do następujących obszarów ich działania: - systemów bezpieczeństwa, - systemów zarządzania energią, - systemów zapewniających komfort klimatyczny, - systemów dostarczających usług telekomunikacyjnych, - systemów automatyzacji miejsc pracy. Systemy bezpieczeństwa w IB obejmują [4,5,6,7,9]: - kontrolę dostępu do pomieszczeń, - sygnalizację włamania i napadu (kontrolę antywłamaniową), - dozór telewizyjny (telewizję przemysłową), - sygnalizację zagrożenia pożarem (wykrywanie dymu, ognia itp.), - samoczynne (automatyczne) systemy gaszenia ognia, - oświetlenie awaryjne, - sterowanie windami, systemami wentylacji, drzwiami i zasilaczami bezprzerwowymi w stanach alarmowych, - kontrolę dostępu do parkingów, - ochronę terenu zewnętrznego budynku. W dziedzinie zarządzania energią wyróżniamy [4,5,6,7,9]: - systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (ang. HVAC), - systemy ciepłej wody użytkowej, - systemy sterowania oświetleniem pomieszczeń, - sterowanie napędami silnikowymi żaluzji (rolet, markiz), - sterowanie poborem mocy i energii elektrycznej (ang. DSM). Komfort klimatyczny obejmuje następujące funkcje [7]: - zapewnienie komfortu cieplnego, - zapewnienie odpowiedniej jakości powietrza w pomieszczeniach budynku (biorąc pod uwagę poziom wilgotności powietrza oraz zawartość w nim dwutlenku węgla), - zapewnienie odpowiedniego poziomu natężenia oświetlenia w pomieszczeniach. W zakresie usług telekomunikacyjnych można wyróżnić [4,5,6]: - telewizję kablową,, - wideotekst, - systemy audiowizualne, - systemy wideokonferencyjne, - systemy telefoniczne, - komunikację satelitarną, - pocztę e-mail, - dostęp do sieci Internet i/lub Intranet. Automatyzacja miejsc pracy w IB obejmuje [4,5,6]: Rys. 1. Integracja usług funkcjonalnych oraz funkcji komunikacyjnych w IB; opracowano na podstawie [9] - scentralizowane przetwarzanie danych, - przetwarzanie tekstów, - komputerowo-wspomagane projektowanie, - rejestrację czasu pracy, - usługi informacyjne. W przypadku inteligentnego domu (rezydencji) zwykle wykorzystuje się następujące systemy i instalacje [2]: - systemy bezpieczeństwa przeciwpożarowego, - systemy antywłamaniowe, 2 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 82 NR 10/2006

- instalacje domofonowe, - instalacje sterowania oświetleniem, - układy sterowania drzwiami garażowymi, - układy sterowania napędami silnikowymi żaluzji i rolet, - automatyczne systemy nawadniające, - instalacje telefoniczne, - sieci komputerowe i łącza internetowe, - systemy domowej rozrywki. Podstawą różnego rodzaju układów sterowania w IB są układy mikroprocesorowe oraz tzw. inteligencja rozproszona. Przy czym wyróżnia się tu dwie podstawowe metody (strategie) sterowania [2]: - sterowanie czasowe, np. sterowanie załączaniem i wyłączaniem lamp oświetleniowych lub systemem ogrzewania, zgodnie z ustalonym wcześniej harmonogramem czasowym, - sterowanie parametryczne, np. sterowanie systemem ogrzewania oparte na pomiarze temperatury oraz identyfikacji stanu otwarcia okien w pomieszczeniu lub sterowanie systemem oświetlenia oparte na pomiarze natężenia oświetlenia lub analizie stanu obecności użytkowników. Systemy zarządzania budynkami Nowoczesne (inteligentne) budynki są obiektami, w których znajdują się różnego rodzaju instalacje i systemy, często wykorzystujące najnowsze osiągnięcia nauki i zdobycze techniki. Obecnie istnieją możliwości techniczne, aby zintegrować wszystkie typy instalacji w jeden duży system [4,5,6]. Przeprowadzone eksperymenty i rozważania ekonomiczne zniechęcają jednak do tego sposobu działania. Zasadniczą kwestią do rozwiązania jest natomiast zapewnienie efektywnej komunikacji pomiędzy różnymi systemami (instalacjami), zarówno w stanie pracy normalnej, jak i w stanach awaryjnych budynku. Spełnienie wspomnianych wymagań w zakresie komunikacji możliwe jest wtedy, gdy budynek jest wyposażony w komputerowy system zarządzania, wspomagający operatorów (dyspozytorów) i integrujący wszystkie zainstalowane systemy instalacyjne. Wśród komputerowych systemów zarządzania (sterowania) budynkami można wyróżnić [4,5,6]: - systemy automatyzacji budynków (ang. BAS), - systemy zarządzania energią (ang. EMS), - systemy zarządzania i sterowania energią (ang. EMCS), - systemy centralnego sterowania i monitoringu (ang. CCMS), - systemy zarządzania instalacjami (ang. FMS). Cechą charakterystyczną zintegrowanego systemu zarządzania budynkiem jest przede wszystkim wspólny dla wszystkich instalacji interfejs użytkownika. Interfejs ten powinien posiadać następujące cechy [7]: umożliwiać łatwe zrozumienie istoty działania systemu zarządzania, być łatwym w obsłudze (pozwalać na prostą realizację funkcji sterowniczych i nadzorczych) oraz posiadać zabezpieczenie przed dostępem osób niepowołanych. Komputerowy zintegrowany system zarządzania powinien łączyć w sobie funkcje sterowania i nadzoru nad instalacjami technicznymi z funkcjami sterowania systemami bezpieczeństwa budynku [11]. System ten powinien korzystać z jednej wspólnej bazy danych, obejmującej dane pochodzące z różnych funkcjonujących w budynku podsystemów instalacyjnych. Spośród wielu cech użytkowych charakteryzujących zintegrowany system zarządzania budynkiem, należy w szczególności wymienić [7,11]: - pełną integrację różnych systemów instalacyjnych, tj. możliwość definiowania interakcji zachodzących pomiędzy poszczególnymi podsystemami; np. system sygnalizacji pożaru może spowodować uruchomienie systemów oddymiania oraz zwolnienie blokad drzwi w systemie kontroli dostępu do pomieszczeń; - rozproszoną inteligencję działania; system sterowania składa się ze zbioru rozproszonych elementów typu czujniki (sensory) oraz elementy wykonawcze (aktory), działających w sposób autonomiczny. Autonomia działania tych elementów jest możliwa dzięki wyposażeniu ich w układy mikroprocesorowe oraz w różne rodzaje pamięci; - możliwość rozbudowy systemu; rozbudowa ta polega najczęściej na dołączaniu nowych funkcji systemu zarządzania lub modyfikacji już istniejących modułów programowych; - dużą skuteczność działania; cała inteligencja systemu zarządzania tkwi w specjalistycznym oprogramowaniu narzędziowym. System ten dokonuje szeregowania pod względem ważności pojawiających się informacji i wizualizuje je na ekranach monitorów w postaci zrozumiałej dla użytkownika. Forma prezentacji przedstawianych informacji (danych) powinna być zbliżona dla wszystkich integrowanych systemów budynkowych; - ochronę przed dostępem do systemu zarządzania osób nieuprawnionych, poprzez wprowadzenie odpowiedniego systemu haseł i uprawnień dla poszczególnych użytkowników. Systemy sterowania w inteligentnych budynkach Spośród wielu powstałych w ostatnich kilkunastu latach standardów systemów sterowania w dalszej części omawia się system KNX/EIB, system LonWorks oraz standard komunikacyjny BACnet. System KNX/EIB System KNX/EIB [12, 13, 14, 15] jest otwartym systemem sterowania, ukierunkowanym głównie na sterowanie i automatykę w domach i budynkach użyteczności publicznej. Rys. 2. Struktura systemu KNX/EIB, opracowano na podstawie [12, 16] System EIB powstał na początku lat 90. ubiegłego wieku. Upowszechnianiem i propagowaniem tego PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 82 NR 10/2006 3

standardu zajmowało się wówczas stowarzyszenie EIBA. Obecnie, po dokonanych kilka lat temu zmianach organizacyjno-prawnych, działalnością tą zajmuje się stowarzyszenie o nazwie Konnex (KNX). System EIB otrzymał też nową nazwę KNX (KNX/EIB). System KNX/EIB może być stosowany zarówno w instalacjach małych (np. w mieszkaniach i domach mieszkalnych), jak i bardzo dużych, obejmujących kilkanaście lub kilkadziesiąt tysięcy węzłów. Rozróżnia się trzy główne jego odmiany w zależności od stosowanego medium transmisyjnego: EIB-TP (stosujący skrętkę, czyli parę skręcaną), EIB-PL (wykorzystujący przewody zasilające instalacji) oraz EIB-RF (wykorzystujący fale radiowe). W pewnym zakresie, np. do sterowania wewnątrz pomieszczeń za pomocą tzw. pilota, stosuje się także podczerwień. System KNX/EIB ma strukturę hierarchiczną, zbliżoną do struktury budynku. W instalacji sterującej wyróżnia się obszary (strefy), linie i poszczególne urządzenia, co pokazano na rysunku 2. Elementami rozgraniczającym obszary i linie są odpowiednio sprzęgła obszarowe i sprzęgła liniowe. Każda linia jest zasilania z własnego zasilacza napięciowego, pracującego w systemie SELV (ang. Safety Extra Low Voltage). W jednej instalacji może być zainstalowanych maksymalnie 15x15x256, tj. 57600 urządzeń EIB. Istnieją pewne ograniczenia dotyczące maksymalnych odległości między poszczególnymi urządzeniami EIB oraz między urządzeniami EIB a zasilaczami, jak również dotyczące maksymalnej długości linii. Dostęp poszczególnych elementów do magistrali EIB odbywa się zgodnie z procedurą zwaną metodą testowania nośnika i wspólnego dostępu do sieci z unikaniem kolizji (ang. CSMA/CA). Szybkość transmisji w przypadku najczęściej stosowanej odmiany EIB-TP wynosi 9,6 kbit/s. System KNX/EIB spełnia wymagania norm europejskich EN 50090 [17] oraz EN 13321 [18, 19]. Norma EN 13321-1 [18] ustanawia wymagania dla BACS (ang. Building Automation and Control System Application and Building Management) i odnosi się do odpowiednich części (arkuszy) normy EN 50090. Z kolei projekt pren 13321-2 [19] dotyczy implementacji protokołu KNXnet/IP (EIBnet/IP). Projekt ten po ustanowieniu ma zastąpić normę europejską ENV 13321-2 [20]. System LonWorks System LonWorks [21, 22, 23, 24] został opracowany przez amerykańską firmę Echelon. Jest on systemem wykorzystywanym głównie do sterowania obiektami lub instalacjami w budynkach, a także do sterowania procesami technologicznymi. Podstawowym elementem systemu LonWorks jest węzeł. Funkcję węzłów w systemie LonWorks pełnią: czujniki, elementy wykonawcze, sterowniki, przetworniki, panele nastaw. Każdy węzeł jest zbudowany z trzech podstawowych elementów (patrz rysunek 3): układu Neuron Chip, transceivera oraz zasilacza. W systemie tym można wykorzystywać następujące media transmisyjne: parę skręcaną, przewód zasilania elektrycznego, fale radiowe, podczerwień oraz kable światłowodowe. Połączenie różnych mediów w jednej instalacji odbywa się za pomocą router ów. Prędkość transmisji, w zależności od typu medium, typu topologii (struktury) systemu oraz długości linii, wynosi od kilku kbit/s do kilku Mbit/s. W przypadku bardzo często stosowanej topologii swobodnej i pary skręcanej, prędkość ta osiąga wartość 78 kbit/s. Rys. 3. Budowa węzła w systemie LonWorks; opracowano na podstawie [21, 24] Struktura systemu LonWorks, podobnie jak systemu KNX/EIB, jest również hierarchiczna i obejmuje domeny, podsieci oraz węzły. Maksymalna liczba węzłów w domenie wynosi 127x255, tj. 32385. Każdy węzeł może należeć do 2 domen. Maksymalna liczba domen w systemie LonWorks wynosi 2 48. W systemie LonWorks stosowany jest protokół LonTalk. Protokół ten spełnia wymagania opisane w normie amerykańskiej ANSI EIA 709.1-B [25] oraz w normie europejskiej EN 14908 [26, 27]. Norma EN 14908-1 [26] opiera się na normie [25]. Protokół LonTalk używa oryginalnego algorytmu dostępu do medium komunikacyjnego. Jest to predykcyjna, uporczywa metoda testowania nośnika i wspólnego dostępu do sieci (ang. the predictive p-persitent Carrier Sense Multiple Access protocol). Komunikacja w systemie LonWorks odbywa się głównie za pośrednictwem tzw. zmiennych sieciowych (ang. SNVT standard network variable type). Standard komunikacyjny BACnet BACnet (ang. Building Automation and Control Networks) jest standardem komunikacyjnym opracowanym przez ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) w celu wykorzystania w układach sterowania i automatyki budynkowej [13, 28, 29]. Standard ten ma służyć do wymiany danych między poszczególnymi urządzeniami w układach automatyki budynkowej. Standard BACnet został opublikowany w roku 1995 jako norma amerykańska [30]. Warto podkreślić, że jedna część tej normy została opublikowana następnie jako norma europejska ENV 1805-2 [31], zaś druga jako nieobowiązująca już norma europejska ENV 13321-1 [32]. Standard ten został też opisany w europejskiej normie ENV 1805-1 [33]. Standard BACnet pozwala na komunikację w systemie zarządzania budynkiem, zarówno na poziomie zarządzania, jak i automatyki. Uważa się [23], że standard ten bardzo dobrze sprawdza się w systemach akwizycji danych oraz w systemach nadzoru. Wnioski W oparciu o przedstawione źródła literaturowe oraz rozważania zawarte w niniejszym artykule, można sformułować następujące wnioski i spostrzeżenia: 1. Inteligentne budynki oraz zawarte w ich wnętrzu instalacje powoli stają się standardem w dziedzinie technologii budowy i automatyki budynkowej. 4 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 82 NR 10/2006

2. Nowoczesne instalacje budynkowe są najczęściej stosowane w budynkach użyteczności publicznej oraz w domach mieszkalnych. 3. Zasadniczym elementem każdego budynku inteligentnego jest jego system zarządzania, pozwalający na integrację różnego rodzaju instalacji oraz usług funkcjonalnych i komunikacyjnych. 4. Stosowanie nowoczesnych systemów instalacyjnych w inteligentnych budynkach może być źródłem znacznych oszczędności energii, a także pozwala na poprawę ich funkcjonalności i bezpieczeństwa użytkowania. 5. Do najbardziej znanych standardów w zakresie domowych i budynkowych systemów sterowania instalacjami należą systemy KNX/EIB oraz LonWorks, a także standard komunikacyjny BACnet. 6. Należy kontynuować dotychczasowe prace w zakresie stanowienia norm dotyczących nowoczesnych instalacji budynkowych, a także prowadzić prace mające na celu opracowanie ogólnie obowiązującej terminologii w tym zakresie. LITERATURA [1] B o r o ń W., Dokąd zmierza automatyzacja budynków? Materiały Konferencji Inteligentne Systemy Automatyzacji Budynków. Technologia LonWorks w zastosowaniach, Katowice, 6 listopada 2001, Instytut Systemów Sterowania Centrum Inteligentnych Systemów Automatyzacji Budynków [2] Mills G., Chapman A., Intelligent buildings design, intelligent homes design, smart homes and building management systems technology, http://www.fusiongroup.uk.com [3] K u p c z yk T., Spojrzenie na rynek inteligentnych budynków w Polsce. Inteligentny Budynek Integracja Systemów. Raport 2000/2001, Wrocław, 2000 [4] Coggan D. A., How Can Buildings Be Intelligent? http://www.coggan.com [5] Coggan D. A., Intelligent Buildings Simply Explained, http://www.coggan.com [6] Coggan D. A., Smart Buildings, http://www.coggan.com [7] W rębiak R., Sterowanie różnymi instalacjami w inteligentnych budynkach. Praca dyplomowa magisterska. Politechnika Warszawska Wydział Elektryczny, Warszawa 2001 [8] Robathan P., Intelligent Buildings Guide. Intelligent Buildings Group and IBC Technical Services Ltd., 1989 [9] M c H a l e A. P., Can the European Construction Industry Deliver Integrated Building Managements Systems? Conference, Watford, UK, 1998 [10] H a r r i s J., W i g g i n t o n M., The Intelligent Skin: A Case Study Review, Conference, Watford, UK, 1998 [11] K o z i o ł S., Instalacje budynku. Inteligentny Budynek Integracja systemów. Raport 2000/2001, Wrocław, 2000 [12] Project Engineering for EIB Installations. Basic Principles. 4 th (revised) edition, EIBA sc, 1998 [13] Sauter T., Dietrich D., Kastner W. (Eds.), EIB. Installation Bus System. Publicis Corporate Publishing, Erlangen, 2001 [14] Petykiewicz P., EIB. Nowoczesna instalacja elektryczna w inteligentnym budynku. COSiW SEP, Warszawa, 2001 [15] http://www.konnex.org [16] Sasin K., Projektowanie inteligentnych instalacji elektroenergetycznych w oparciu o system instabus EIB. Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny, Praca dyplomowa magisterska, Warszawa, 1999. [17] PN-EN 50090: Domowe i budynkowe systemy elektroniczne (HBES) norma wieloarkuszowa [18] EN 13321-1:2006. Open data communication in building automation, controls and building management Home and building electronic system Part 1: Product and system requirements [19] pren 13321-2: 2005. Open data communication in building automation, controls and building management Home and building electronic system Part 2: KNXnet/IP communication [20] ENV 13321-2: 2000. Data Communication for HVAC Application Automation Net Part 2: EIBnet [21] Introduction to the LonWorks System. Echelon Corporation, 1999, http://www.echelon.com [22] LonWorks in Brief. Echelon Corporation, 2000, http://www.echelon.com [23] http://www.echelon.com [24] P ys i k A., Technologia LonWorks fakty i mity. Materiały Konferencji Inteligentne Systemy Automatyzacji Budynków. Technologia LonWorks w zastosowaniach, Katowice, 6 listopada 2001, Instytut Systemów Sterowania Centrum Inteligentnych Systemów Automatyzacji Budynków [25] ANSI/EIA 709.1-B. Control Network Protocol Specification [26] EN 14908-1: 2005. Open Data Communication in Building Automation, Controls and Building Management Building Network Protocol Part 1: Protocol Stack [27] EN 14908-2: 2005. Open Data Communication in Building Automation, Controls and Building Management Control Network Protocol Part 2: Twisted Pair Communication [28] http://www.gib.org.pl [29] http://www.bacnet.org [30] ANSI/ASHRAE Standard 135/1995: A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks, American Society of Heating, Refrigerating and Air- Conditioning Engineers, 1995 [31] ENV 1805-2: 1995. Data Communication for HVAC Application Management Net Part 2: System Neutral Data Transmission by Open Communication for Building Automation (FND) [32] ENV 13321-1: 1998. Data Communication for HVAC Application Automation Net Part 1: BACnet, Profibus, WorldFIP [33] ENV 1805-1: 1998. Data Communication for HVAC Application Management Net Part 1: Building Automation and Control Networking (BACnet) Autor: dr hab. inż. Mirosław Parol, Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa, E- mail: miroslaw.parol @ien.pw.edu.pl; PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 82 NR 10/2006 5