basisbeginselen van het knx systeem

Basisbeginselen van het KNX Systeem

KNX

busontvanger

applicatiemodule

BAU BAU BAU

µC

T1 C1 T2E1

Left IILeft

On

Left IIRight

Off

Left X LeftOff

Left X RightOn

LeftII

LeftOn

Left IIRight

Off

Left X LeftOff

Left X RightOn

a

b c

a

b c

E1‘ E2‘

BAU

Buskabel

BAU BAU BAU

System Principles NL.indd 1 02.09.2016 15:06:33

3

Inhoud

Inhoud

Inleiding 4

Conventioneelsysteem 5

1. Soort schakelaars 5

2. Gebouwfuncties 6

3. Conclusies 7

4. Wat is het alternatief? 7

Bussysteem 8 1. Onderdelen 8

2. Hoe werkt het? 8

3. Tool 9

VoordelenBussysteem 12 1. Flexibiliteit 12 2. Voeding gescheiden van de bediening 12 3. Geoptimaliseerde bekabeling 12 4. Individuele componenten kunnen meerdere functies hebben 13

SpecifiekevoordelenvanKNX 14

1. Productcertificering 14

2. Energiebesparing 14

3. Het maken van combinaties 14

4. Gedecentraliseerd bussysteem 15

Appendix 15


4

Inleiding

Inleiding

De ontwikkelingen op het gebied van wetenschap ende technologie zijn de laatste vijftig jaar snel gegaan.Weverbazenonserbijvoorbeeldnauwelijksoverdatwetelefoonsgebruikenmetmeercapaciteitdandecomputersdiegebruiktwerdenvoordemaanlanding.Dezetechnologischeevolutiezienweookindeelektrischeinstallatiesvanwonin-genengebouwen,diezichrichtenopallerleitoepassingen,zoalsverlichting,bedieningvanzonwering,HVAC,enbevei-ligings-enenergiebeheer.Conventioneleschakelaarszijnweliswaarnogsteedsgang-baarinderesidentiëlesector,maarookaanconventioneleinstallaties worden steeds hogere eisen gesteld, met sneltoenemende complexiteit als gevolg. Zulke uitbreidingenvereisenextracomponenten,zoalsrelaisentimersenvooralextra bedrading. Het spreekt voor zich dat commerciëlegebouwenzoalshotelsenkantorenmetnoghogereeisenencomplexiteittemakenhebben,omdatzetegemoetmoetenkomenaandebehoeftenenwensenvandeindividuelegebrui-ker.GebouwautomatiseringvanKNXisdeoplossingvooraldezeproblemen.MetKNX®–dewereldwijdeSTANDAARDvoorwoning-engebouwenautomatisering–kuntualdezegeautomatiseerdefunctiesrealiserenzonderkostbaretijdteverliezenofteinvestereninextrabedrading.Gebouwautomatisering met KNX deed haar intrede in

hetlevenvandemenseninhetjaar1990,toenactorenensensoren,elkvoorzienvaneenmicrochip,verbondenwerdenviaeenbuskabel.Hetsuccesvandezenieuwetechnologiehadtemakenmethetfeitdatalleopelektriciteitaangeslotenapparatenineengebouwermeebediendkondenworden,enomdathetwasvoorzienvaneenflexibeleeneenvoudigeconfiguratie.Methetopnieuwprogrammeren,inplaatsvanopconventionelewijzenieuwebedradingaanteleggen,werdereengeheelnieuwedimensietoegevoegdaanhetbeheervanelektrischeinstallatiesinhuizenengebouwen,enwerdhetmogelijkommetbijwijzevansprekenslechtseenpaarmuisklikkenelkmogelijkekamerfunctietoetevoegen,aantepassen,tewijzigen,teveranderenofteherstellen.Zelfs in tijden van Smart Grids, waar een belangrijke rolis weggelegd voor het optimaliseren van het gebruik vanduurzameenergie,zullenconventioneleinstallatiesaltijdvanbelangblijvenvoorhuizenengebouwen.IndezebijdrageleestuhoeKNXincombinatiemetdezeconventioneletechnologie,iedereeigenaarinstaatsteltomeeninvesteringtedoeninduurzaamheidenindetoekomst.Indezebijdragekomtuallestewetenoverdefantastischewereld van gebouwautomatisering met KNX en wordtuwaandachtinhetbijzondergerichtopdeflexibiliteitvangebouwautomatiseringmetKNX.


5

Conventioneel systeem

Conventioneelsysteem

OmdebasisbeginselenvanhetKNXsysteemuitteleggen,moetenweverterugindetijd:Nogvóórdejaren80.Destijdsregeldenelektrischeinstallatiesinwoningenvoornamelijkdeverlichting;insommigegroteregebouwenwerdookdezon-neweringbediendmetconventioneleelektrischetechnologie.

1.Soortschakelaars

Latenweeersteenskijkennaardedrieverschillendesoortenconventioneleschakelaarsomdewerkingvanconventionelesystemenuitteleggen.

Eenvoudige schakelaar

Eenvoudigeschakelaarshebben:• Tweeknooppunten:‘a’en‘b’–zieFiguur1• Tweestanden: • Gesloten:Knooppunt‘a’isverbondenmetknooppunt‘b’,

• geopend:Knooppunt‘a’isnietverbondenmetknooppunt‘b’.

aa

b b

Figuur 1. Eenvoudige schakelaar

Figuur 2. Tuimelschakelaar

aa

c bb c

Tuimelschakelaar

Tuimelschakelaarshebben:•Drieknooppunten:‘a’,‘b’en‘c’–zieFiguur2.•Tweestanden: • Links:Knooppunt‘a’isverbondenmetknooppunt‘b’, • rechts:Knooppunt‘a’isverbondenmetknooppunt‘c’.

Kruisschakelaar

Kruisschakelaarshebben:• Vierknooppunten:‘a’,‘b’,‘c’en‘d’–zieFiguur3.• Tweestanden: • Parallel:Knooppunt‘a’isverbondenmetknooppunt‘c’&

knooppunt‘b’metknooppunt‘d’–zielinksinFiguur3,

• gekruist:Knooppunt‘a’isverbondenmetknooppunt‘d’&knooppunt‘b’metknooppunt‘c’–zierechtsinFiguur3.

Figuur 3. Kruisschakelaar

b

dc

a a

c d

b


6


2.Gebouwfuncties

Debestaandeconventionele(gebouw)functieswerkenopbasisvanconventioneleschakelaars.Dezepassagegeefteenoverzicht van zulke conventionele functies, van de meestelementairetotdemeestcomplexe.

Enkele schakelfunctie

Hetmeestelementairefunctietypevaneenconventioneelelektrischsysteemisdeenkeleschakelfunctie;ditfunctietypekaneenelektrischeverbruikerin-enuitschakelenvanuitéénwerkpuntenisgebaseerdopeenconventioneleeenvoudigeschakelaar.Figuur4laatdewerkingvaneenenkeleschakelfunctiezien.Desymbolen‘L’en‘N’stellendeconventionelenetspanningsadersvoor, ‘S1’ stelt een conventionele eenvoudige schakelaarvooren‘E1’deelektrischeverbruiker,inditgevaleenlamp.Tabel1geeftdesamenhangweertussendestandvandeschakelaarendestatusvandelamp:• ALSS1geslotenisDANishetelektrischcircuitgesloten,

deelektrischestroomkandoorgangvindenendelampzalgaanbranden.

• AlsS1weerwordtgeopend,wordtdeelektrischestroomonderbrokenenzaldelampnietlangerbranden.

Figuur 4. Enkele schakelaar

S1

E1

L

N

S1 E1

Geopend Uit

Gesloten Aan

Tabel 1. Enkele schakelaar

Dubbele schakelfunctie

SteldatertweeonafhankelijkewerkpuntennodigzijnvoorlampE1.Eentweedeeenvoudigeschakelaartoevoegenzalnietwerken,omdatzenietonafhankelijkvanelkaarkunnenwordenbediend:Zemoetenbeidewordengeslotenomdelampinteschakelen(inelkeanderecombinatiezaldelampwordenuitgeschakeld).Deoplossing isomtweeconventionele tuimelschakelaarstegebruiken.Figuur5laatdewerkingvaneendubbeleschakelfunctiezien.Desymbolen ‘L’en ‘N’ stellendeconventionelenetspan-ningsaders voor, ‘T1’ en ‘T2’ stellen twee conventioneletuimelschakelaarsvooren ‘E1’eenelektrischeverbruiker,inditgevaleenlamp.Tabel1geeftdesamenhangweertussendestandenvandeschakelaarsendestatusvandelamp:• ALSzowelT1enT2indezelfdestandwordengezet(ofwel

beide‘links’ofwelbeide‘rechts’),DANishetelektrischecircuitgesloten,deelektrischestroomkandoorgangvindenendelampzalgaanbranden.

• AlsT1enT2weerintegengesteldestandwordengezet,zaldeelektrischestroomwordenonderbrokenenzaldelampnietlangerbranden.

T1 T2 E1

Links Rechts Uit

Links Links Aan

Rechts Rechts Aan

Rechts Links Uit

Tabel 2. Dubbele schakelaar

Figuur 5. Dubbele schakelaar

T1

T2

L

N

E1

Meervoudige schakelfunctie

Stel dat er x onafhankelijke werkpunten nodig zijn voorlampE1.Deoplossingisdanomx-2kruisschakelaarstoetevoegentussendetweetuimelschakelaars.Bijv.alsx=7,danmoetener5kruisschakelaarswordengeïnstalleerdtussen2tuimelschakelaars(endelampzelfnatuurlijk).Figuur6laatdewerkingvaneenmeervoudigeschakelfunctiezien.Desymbolen‘L’en‘N’stellendeconventionelenetspan-ningsaders voor, ‘T1’ and ‘T2’ stellen twee conventioneletuimelschakelaars voor, ‘C1..Cn’ stellen n conventionele


7


C1...Cn

a b a b

c d c d

Figuur 7. Buscomponent

3.Conclusies

Eeneersteconclusieisdatdefunctionaliteitvaneenconven-tioneelsysteemhardwiredis,datwilzeggendatdefunctio-naliteitvaneenelektrischeinstallatiewordtbepaalddoordecombinatievandesoortschakelaarsdiezijngeïnstalleerdenmetnamehoedezeschakelaarsmetelkaarzijnverbonden.Eengevolgvanditconceptisdatzelfshetaantalkabelspercontrolepuntmoetwordengepland,i.e.tuimelschakelaarshebbendriekabelsnodigenkruisschakelaarshebbenvierkabels nodig. Het bovenstaande heeft betrekking op dedirecteconclusies,maarvooralvoorgroteregebouwenzijndeindirecteconclusieseigenlijknogbelangrijker,wantvoordieconventioneleelektrischesystemengeldtdat:• Debekabelingcomplex,omslachtig,tijdrovendendusduuris.

Figuur 6. Meervoudige schakelaar

L

T1

C1...Cn

T2

.

.

.

N

.

.

.

L

E1

Tabel 3. Drievoudige schakelaar

T1 C1 T2 E1

Links Links Aan

Links Rechts Uit

Links X Links Uit

Links X Rechts Aan

Rechts Links Uit

Rechts Rechts Aan

Rechts X Links Aan

Rechts X Rechts Uit

I I

I I

I I

I I

• Defunctionaliteit/kabel-verhoudingongunstigis,datwilzeggendaterrelatiefgrotehoeveelhedenkabelnodigzijnvoorweinigfunctionaliteit(verlichting).

• Zenietflexibelzijn;alleenalhettoevoegenvanéénextrawerkpunt(schakelaar)isergomslachtig.

• Ergeenscheidingistussenstroomenbediening,datwilzeggendatconventioneleschakelaarsopdirectewijzedeelektrischeverbruikersin-enuitschakelen.

4.Watishetalternatief?

Het beste alternatief is een bussysteem

HetbestealternatiefwordtICTgenoemd,datisdeafkortingvoorInformatie-enCommunicatie-Technologie.Ofomhetwatnauwkeurigerteformuleren,hetbestealternatiefiseenconceptopbasisvanICT.Hieronderdedriebelangrijksteaspectenvanditconcept:• Vervangalleconventioneleschakelaars(ongeachtdesoort)

door drukknoppen die kunnen communiceren of sluitconventioneledrukknoppen/schakelaarsaanopinterfacesdiekunnencommuniceren.

• Voegaanalleelektrischeverbruikers(ongeachtdesoort)eeninterfacetoediekancommunicerenofbedienelek-trischeverbruikersindirectmetschakelcomponentendiekunnencommuniceren.

• Verbindallecomponentendiekunnencommunicerendoormiddelvaneenspecialezeerlagespanningskabel.

Ditconceptwordteen‘Bussysteem’genoemdendekabeldiedecomponentenmetelkaarverbindtwordtde‘Buskabel’genoemdofkortwegde‘Bus’.

Bussysteem = een verzameling buscomponenten

Deelektronicavoordecommunicatieisuitgerustmeteenmicrocontrollerdieenerzijdseeninterfacenaarhetapparaatheeft,bijv.naardebedieningselementen,enanderzijdsnaardebus,zieFiguur7:• Desamengesteldeelektronicadiedeinterfaceimplemen-

teertnaardebusheet‘busontvanger’• Desamengesteldeelektronicadiehetapparaatimplemen-

teertheet‘applicatiemodule’Eencomponentdieverbondenismetdebusenkancommu-nicerenmetanderecomponentenwordteenbuscomponentgenoemd.

Conclusie – Een (bus)component bestaat uit:• Eenmicrocontroller(µC)• Eenbusontvanger• EenapplicatiemoduleDecombinatievaneenmicrocontrollereneenbusontvangerwordteenBusAccessUnit(BAU)genoemd.

kruisschakelaarsvooren‘E1’eenelektrischeverbruiker,inditgevaleenlamp.Eentabeldiedesamenhangaangeefttussendestandvandeschakelaarsendestatusvandelampkan,afhankelijkvanhetaantalkruisschakelaarsdattussendetweetuimelschakelaarsisgeïnstalleerd,vrijomvangrijkworden.Eendergelijketabelkanechteralsvolgtwordensamenge-vat:Delampgaatbranden:• ALSzowelT1enT2indezelfdestandwordengezet(ofwel

beide‘links’ofwelbeide‘rechts’),ENereenevenaantalkruisschakelaarsingekruistestandstaat.

• ALST1enT2integengesteldestandwordengezetENereenonevenaantalkruisschakelaarsingekruistestandstaat.

Elkeveranderingzaldelampweeruitschakelen.Tabel3geeftdesamenhangweer tussendestandvandeschakelaarsendestatusvandelampvooreenmeervoudigeschakelfunctiewaarslechtsééngekruisteschakelaarC1wordtgebruikt(3onafhankelijkewerkpunten)eniseengoedeil-lustratievandecomplexiteitvanmeervoudigeschakelfuncties.

KNX

applicatiemodule

busontvanger

µC


8

Bussysteem

Bussysteem

Hieronderwordtstapsgewijsdewerkingvaneenbussysteemuitgelegd.InelkestapwordteenalgemeenaspectvaneenbussysteembehandeldenkomttegelijkertijdeenspecifiekuitgangspuntvaneenKNXsysteemaanbod–alsditvantoepassingis.

1.Onderdelen

Componenten

Eenbussysteemmoetwordenbeschouwdalseenverzame-lingbuscomponenten.Zoalshierbovenuiteengezet,bestaateen KNX (bus)component uit een microcontroller, eenbusontvangereneenapplicatiemodule.KNXcomponentenkunnenwordenonderverdeeldintweegroepen:Actievecomponentenenpassievecomponenten.PassievecomponentenhebbengeenICTaanboord,zehebben‘slechts’eenondersteunendeofindirecterol;datwilzeggen,zecommunicerennietmetanderecomponenten,maarzijnabsoluut noodzakelijk om een bussysteem op te zetten.Voorbeeldvaneenpassievecomponentisdevoeding.HouerrekeningmeedatookzoietsalsdevoedingkanwordenuitgebreidmetICT,maarditisnieterggebruikelijk.Deanderegroep,datwilzeggendeactievecomponenten,kanwordenonderverdeeldindevolgendecategorieën:• Interfaces:Diemoeteneenpcverbindenmeteenbus-

systeem.• Koppelaars:Diemoetendecommunicatie-efficiëntievan

bussystemenoptimaliseren.• Sensoren:Die leveren informatie aan bussystemen,

bijvoorbeeld‘gewenstewoonkamertemperatuur=22,5°C’.• Actoren:Diekoppelen (conventionele)elektrischever-

bruikersaanbussystemen,bijvoorbeeldlampaangeslotenopuitgangvaneenverlichtingsactor

Over sensoren & actoren

• Applicatiemodulesvansensorenzettenmeestalanalogesignalenofactiesvangebruikerom,zoals:

• Temperatuur • Drukknop-tuimelhandelingen • Regendetectie • Windsnelheid • Touchscreen-handelingen • enz.• Applicatiemodules van actoren zijn meestal verbonden

met: • Eenelektrischeverbruiker(bijvoorbeeldeenlichtballast

viarelais) • HVAC-systemenviaventielen • enz.• Applicatiemodules zijn elektronisch verbonden met

microcontrollers.

Hoe kunt u een conventioneel systeem omzetten in een bussysteem?

Inditvoorbeeld,zieFiguur8:Eenconventioneledrievoudigeschakelaarwordtvervangendoordriesensoreneneenactor:• Elkeschakelaarwordtvervangendooreendrukknop+

bustoegangsunit.Ditzijnuiteindelijkalledrieindividuelecomponentendietothetzelfdenetwerkbehoren.

• Deelektrischeverbruikerwordtvervangendooreenrelais+bustoegangsunit(+dedaadwerkelijkelampnatuurlijk).Ditisweereenextraindividuelecomponentdieooktothetzelfdenetwerkbehoort.

Figuur 8. Omzetten van een conventioneel systeem in een bussysteem

Figuur 9. Verdeelde functionaliteit van een bussysteem

S1

L

S3 E1

N

S2

N

E1

L

Buskabel

E1‘ E1‘ E1‘

BAU BAU BAU BAU

2.Hoewerkthet?

Verdeelde functionaliteit

Figuur9laatdeverdeeldefunctionaliteitvaneenbussysteemzien:Dedriesensorenbevindenzichaandelinkerkant.Elkvandeze sensoren zet tuimelhandelingenom in elektronischepulsen.Zo’nelektronischepulsvertegenwoordigteenE1-gebruikershandeling.DeactorbevindtzichaanderechterkantenregelthetrelaisdatisverbondenmetE1.

sensoren

N

E1

L

actoren

E1‘ E1‘ E1‘

BAU BAU BAU BAU

Buskabel


9

Bussysteem

Berichten uitwisselen om componenten te koppelen

Ineenbussysteemcommunicerensensorenenactorenmetelkaardoorhetuitwisselenvanberichten.ZiebijvoorbeeldFiguur9hierboven:Verdeeldefunctionaliteitvaneenbussysteem,steldatdegebruikereenvandesensor-tuimelschakelaarsbedient,danzalditeenelektronischepulsveroorzakendiezalwordenverwerktdoordemicrocontrol-ler.Hetresultaatisdatdesensoreenboodschapuitzendtnaardebus,eninditgevalzaldeboodschapzijn:‘IemandwilE1bedienen’BijKNXwordteendergelijkberichteentelegramgenoemd.EenKNXsensorzalinhetbovenstaandegevaleentelegramsturenmetondermeerdevolgendegegevens:• De‘FunctieID’:HierdeFunctieID=E1• De‘Functiewaarde’:HierdeFunctiewaarde=0(uitscha-

kelen)ofFunctiewaarde=1(inschakelen)Alleanderesensorenenactorenvandebuszullendittelegramontvangenenverwerken:• Sensorenzullendittelegramgewoonnegeren• ALLEENdeactorenmetdezelfdeFunctieID=E1zullen

opdezelfdemanierreageren:D.w.z.schakelaaraan/uitE1

Conclusie:Bij KNX zijn sensoren en actoren met elkaarverbondendoorhetuitwisselenvantelegrammen,oftewel:• In conventionele systemenzijnbedieningselementenen

elektrischeverbruikersrechtstreeksenfysiekmetelkaarverbondenviadraden

• Inbussystemenzijnbedieningselementenenelektrischeverbruikersindirectenvirtueelaanelkaargekoppeldviaberichtendiewordenuitgewisseldtussenmicrocontrollers

3.Tool

Bussystemen = eenvoudige wijzigingen

Wijzigingen aanbrengen in een bussysteem kan normaalgesprokenwordenopgesplitstintweeafzonderlijketaken:• Fysiektoevoegenen/ofverwijderenen/ofvervangenvan

componenten• WijzigenfunctionaliteitvaneencomponentHet eerste gedeelte is al eerder behandeld, namelijk hetaanbrengenvanwijzigingenaanhetelektrischegedeeltevan

Figuur 10. Vereist = interface + computer + softwaretool

eenbussysteem iseenvoudigenbovendienveiligvanwegedezeerlagespanningsdraden.Ditgeldtookvooractoren;diebevindenzichmeestalineenkast,d.w.z.veiligengoedverborgenvoorgebruikersvandeinstallatie.Let op:Mogelijke aanpassingen aan de gebouwstructuur(d.w.z.sloopwerkzaamheden)zijn indemeestegevallenalleennodigvoorsensorenendusvoorzeerlagespannings-bekabeling,omdatactorenmeestalinkastenzijngeïnstalleerd.

Apparatuur die nodig is om bussystemen te wijzigenZieFiguur10,apparatuurdienodig isombussystementewijzigen:• Eenpcmeteensoftwaretool• EeninterfacediedebusverbindtmeteenpcDesoftwaretoolvoorKNXheetETS,eenafkortingvoorEngineeringToolSoftware.Defunctionaliteitvaneencom-ponentwordtopgeslageninhetgeheugenvanelkafzonderlijkcomponent.Omde functionaliteit vaneencomponent tewijzigen, moet het geheugen worden gewijzigd, en dit isprecieswatETSdoet:Hetveranderthetgeheugenvandecomponent.Conclusie:EenKNXinstallatiewijzigenbetekentherprogram-meringmetETS.Voorhetwijzigenvaneenconventioneelsysteemmoet ernieuwebedrading komen, endat is eenzeeromslachtigwerk.

BAU BAU BAU BAU BAU

? ?

? ?

Buskabel


10

Bussysteem

Werken met ETS is handig

Ziefiguur11,typischeETS-takenzijn• Fine-tuning functionaliteit:Bijv. het opzetten van een

trapfunctievoordeE2-actor.Zo’ntrapfunctiezalE2naeentijdjeautomatischuitschakelen,ditishandigvoordebewonersvanhetgebouwenhetbespaarttegelijkertijdenergie.

• Functionaliteit wijzigen:Bijv. ervoor zorgen dat eenbepaaldesensor(werkpunt)nietlangerE1bedient,maarinplaatsdaarvanE2.

• Functionaliteittoevoegen:Bijv.eenactordieE1bedient,gaatnuookE2bedienen(opvoorwaardedatertenminstenogsteedséénuitgangskanaalbeschikbaaris).

• Bestaandefunctionaliteituitbreiden:Bijv.eenextrasensor(werkpunt)toevoegenvoorE2.

Een virtuele koppeling in KNX = Groepsadres

DevolgendescreenshotstonenhetwaregemakvanwerkenmetETS.Maareerstdit:• Denk eraan:In bussystemen zijn sensoren en actoren

virtueelmetelkaargekoppelddoorhetuitwisselenvanberichten.

• BijKNXwordtzo’nberichteentelegramgenoemd.• Elkevirtuelekoppelingkanwordengedefinieerdalseen

functie-identifier die één elektrische verbruiker in deinstallatievertegenwoordigt,zoalsbijv.‘E1’.

• BijKNXwordtzo’nvirtuelekoppelingeenGroepsadresgenoemd.

‘E1’isdenaamvanhetGroepsadres=0/0/1,ditGroepsadresvertegenwoordigtallecomponentendiebijdezefunctiezijnbetrokken.Indebeginsituatiezijnerslechtstweecompo-nentenaanwezigindegebouwfunctieE1:• Eénsensor,component‘1.1.10’.• Eénactor,component‘1.1.100’.

Figuur 12. Beginsituatie één sensor en één actor in E1

1)Beginsituatie,zieFiguur12

Figuur 11. Werken met ETS is handig

BAU BAU BAU BAU BAU

E1 E2

E1‘ E2‘

Buskabel


11

Bussysteem

Figuur 13. Meer sensoren toevoegen voor E1

Detoegevoegdesensorenzijndecomponenten‘1.1.11’tot‘1.1.19’.

Figuur 14. Meer actoren toevoegen voor E1

3)MeeractorentoevoegenvoorE1:ZieFiguur14

Ennogmaals:Steljeeensvoorhoejeditzoumoetendoenmeteenconventioneelsysteem;metditinhetachterhoofdishet ineensnietmoeilijkmeerintezienwateenenormpotentieelKNXinstallatieshebben.

Detoegevoegdesensorenzijndecomponenten‘1.1.101’tot‘1.1.103’.

2)VoegmeersensorentoevoorE1,ziefiguur13


12

Voordelen Bussysteem

VoordelenBussysteem

1.Flexibiliteit

Deflexibiliteit is inderdaadhetbelangrijkstevoordeelvanhet busconcept. Een vergelijking met een conventionelemeervoudigeschakelfunctiezalditduidelijkmaken.ZieFiguur15–bijv.n=2.SteldatervoorE1éénextrawerkpuntmoetwordentoegevoegd,ofteweléénextragekruisteschakelaar(C3).Dit lijktmisschieneeneenvoudige taak,maar indepraktijkisdathetzekerniet:Vergeetnietdatconventionelesystemenfunctionaliteitenmetvastebedradinghebben:Hetisabsoluutnoodzakelijkomuittevindenwelkedraadwaarhoort,oftewel,ermoetenintotaalvierhoogspanningsdradenmetelkaarwordenverbonden.Meteenbussysteemisdiezelfdetaakveeleenvoudiger:Sluitgewooneenanderesensoraan,enzorgervoordatdiewordtgekoppeldaandezelfdeFunctieID,zieFiguur9:Verdeeldefunctionaliteitvaneenbussysteem.Hetenigevereistevoorhettoevoegenvaneensensor(ofwatvoorbuscomponentdanook),isomervoortezorgendatdezegoedisaangeslotenopdebus,bijKNXTP:Erhoevenslechtstweelagespanningskabelstewordenaangesloten.Steljenueensvoordatjediezelfdetaakzoumoetenuitvoerenvoorvijf,tienofzelfsmeerwerkpuntenvoorE1.Meteenconventioneelsysteemzoudituren,misschienzelfsdagengaanduren,detijddiejenodighebtvoordezelfdetaakbijeenbussysteemisgewoonniettevergelijken, jezouzelfskunnenzeggendatdietijdteverwaarlozenis.Letwel:Meteenconventioneelsysteemwordteendergelijkeactienietvaakuitgevoerd;hetdientslechtsomhetprincipeuitteleggen.Kortom:Meteenbussysteemishetveelmakkelijkerom:• Teneerste,complexefunctiestecreëren.• Dezetewijzigenen/ofuittebreiden.

2.Voedinggescheidenvanbediening

Ditiseendirectgevolgvandeverdeeldefunctionaliteit:• Sensorenzijnverbondenmetdebusviazeerlagespan-

ningskabels(d.w.z.KNXTP=~29V),deapplicatiemodules(bijv.detuimelaar)zijnverbondenmetdesensorvianoglagerevoltages(3,3Vof5V).

• Actoren zijn ook verbonden met de bus via zeer lagespanningskabels,deapplicatiemodules(bijvoorbeeldrelais)stellenmeestalverbruikersmetlagevoltageinwerking.Maar actoren zijn normaal gesproken geïnstalleerd inafzonderlijkekasten,d.w.z.veiligengoedverborgenvoordegebruikervandeinstallatie.

Opzichlijktditmisschiengeenwerkelijkvoordeel,omdathet de functionaliteit niet werkelijk verandert, het echtevoordeelishetveiligheidsaspect:Alserietsmiszougaandanwordtdegebruikerinhetergstegevalalleenblootgesteldaanlagevoltages,dievoormensenopgeenenkelemanierschadelijkzijn.

3.Geoptimaliseerdebekabeling

Goedkopere bekabeling

Ditiseendirectgevolgvandeflexibiliteit.Vergelekenmeteenconventioneelsysteem,kunnendevolgendetakenineenmumvantijdwordenuitgevoerd:• Componententoevoegen.• Componentenverwijderen.• Componentenvervangen.Conclusie:Eenvoudige bekabeling = snellere bekabeling.Bovendien:Zeer lage spanningsdraden zijn dunner enduseenvoudigertehantereneninstalleren.

Hogere functionaliteit / kabelverhouding

Devraag hier is:Hoeveel kabel endus koper is er nodigvoorhetopzettenvandesamengesteldefunctionaliteitvaneen gehele elektrische installatie? Voor het opzetten vanbijvoorbeeld een schakelfunctie met 20 bedieningspuntenin een conventioneel systeem is veel meer kabel en dusook koper nodig dan wanneer zo’n zelfde functie wordtgerealiseerdmeteenbussysteem.Dezevergelijkingwordtnogindrukwekkenderwanneerwekijkennaardevolledigeinstallatie,enzekervoorwatbetreftgrotereinstallaties,zoalsbijv.vooreenkantoorgebouwmeteenxaantalverdiepingen.Bovendienhebbenwehetnupasoveréénsoortapplicatie,namelijk de verlichting:Wanneerweook andere soortenapplicatiesinogenschouwnemen,zoalszonnewering,HVAC,beveiliging,witgoed,enz.daniseenvergelijkingtusseneenbussysteem en een conventioneel systeem gewoon nietvan toepassing:Het instellen van extra applicaties (zoals

Figuur 15. Meervoudige schakelaar

C1...Cn

a b a b

c d c d

N

.

.

.

T1

C1...Cn

T2

.

.

.

L

E1


13

Voordelen Bussysteem

Figuur 16. Twee verschillende actoren voor E1 en E2

Figuur 17. Eén actor die zowel E1 als E2 bedient

zonnewering)opbasisvaneenconventioneelsysteemmaakthetalleenmaaringewikkelder,enzalopnieuwmeerkabelinbeslagnemen.Ditisuiteindelijkdanookhetbelangrijksteargument voor een bussysteem:Voor het toevoegen vananderegebouwfunctiesen/ofanderetypengebouwfunctiesisgeenparallellebekabelingnodig:Maakgewoongebruikvandebuskabeldiealingebruikis,ofbreidtdezeuit.

4.Individuelecomponentenkunnenmeerderefunctieshebben

Actoren:Bedienen meer dan één elektrische verbruiker,zieFiguur16:• EénsensorstuurttelegrammenvoorE1opdebus.• EenanderesensordoethetzelfdevoorE2.• EénactorbedientE1.• EenandereactorbedientE2.Infiguur17isdesituatieietsanders:NuiserslechtséénactordiezowelE1alsE2bedient.Devoordelenzijn:• Minderbuskabel(zekerbijeeninstallatiemetduizenden

gebouwfuncties/buscomponenten).• Mindercomponenten.Sensoren:CombinerenfunctiesenfunctietypenFiguur18:SensordiezowelE1alsE4bedient:• E1enE2stellentweelichtpuntenvoor.• E3enE4stellen tweeelektromotorenvoor (bijv.E3=

zonnewering,E4=garagepoort).• Desensoraandelinkerkantkantelegrammenversturen

voorzowelE1alsE4.• EénactorbedientzowelE1alsE2.• EenanderactorbedientzowelE3alsE4.Dit voorbeeld laat niet alleen zien dat sensoren functieskunnencombineren,hetmaaktookduidelijkdatsensorenfunctietypenkunnencombineren;inditgeval:• Eéntuimelaardieeenlampbedient• Een andere tuimelaar die bijv. zonnewering bedient

(elektromotor)Bovendienkunnenactorenookfunctietypencombineren.

Figuur 18. Sensor die zowel E1 als E4 bedient

BAU BAU BAU BAU BAU

E1‘ E2‘

E1 E2

Buskabel

E1‘ E2‘

E1 E2

BAU BAU BAU BAU

Buskabel

BAU BAU BAU BAU

E1 E2

M

E1‘ E4‘

E3 E4

M

Buskabel


14

Specifieke voordelen van KNX

SpecifiekevoordelenvanKNX

1.Productcertificering

KNX leden kunnen alleen KNX producten op de marktbrengenviadeprocedurevoorKNXproductcertificering,hetgeenbetekentdateencomponentpashetKNXlogomagdragennaeengeslaagdecertificeringsprocedure.HetKNXlogoopeenKNXcomponent garandeertons tenminstevieraspecten:

Kwaliteit

Eénvandevoorwaardenominaanmerkingtekomenvoorproductcertificering is dat de KNX Member aan de ISO9001-normvoldoet.DitbetekentdatdeKNXMembereensysteemvoorkwaliteitscontroleinhaarorganisatiemoetheb-bengeïmplementeerd.Zo’nsysteemvoorkwaliteitscontrolezaluiteraardeenpositieveinvloedhebbenopdekwaliteitenbetrouwbaarheidvandeKNXproductendiedoordezeKNXMemberzijnvervaardigd.

Runtime-compatibiliteit

Eénonderdeelvandecertificeringstestsistegaranderendathetproductdatgetestwordtcompatibelis.Hetresultaatisfabrikantonafhankelijkheid:Componentenen toepassingenvan verschillende fabrikanten kunnen in een installatie opelkewijzewordengecombineerd,enkunnen,waarnodig,metelkaarcommunicerenenelkaarbegrijpen.

Configuratie-compatibiliteit

Eenanderonderdeelvandecertificeringstestsishetgaran-derenvandeconfiguratie-compatibiliteitvanhetproduct.Het resultaat is dat er slechts één tool nodig is:Dat wilzeggendatKNXcomponentenvanwelkefabrikantdanookkunnen worden geconfigureerd met de KNX EngineeringToolSoftware,ookwelbekendals‘ETS’.

Terugwerkende compatibiliteit

KNX is en zal altijd terugwerkend compatibel zijn:Ditbetekentdatbijv.20jaaroudeinstallatiesnogaltijdkunnenworden uitgebreid/uitgerust met KNX componenten dievandaagdedagopdemarktwordengebracht.HetbetekentookdatdeinstallatiesvanvandaagkunnenwordenuitgebreidmetelkeKNXcomponentdieindetoekomstopdemarktwordtgebracht.

2.Energiebesparing

Gebouwevenementen

SindshetbeginvanKNXishetmogelijkomdebelastingvangebouwenautomatischaantepassenopbasisvangebeurtenis-sendieoptredenbinnenhetgebouwzelf.

Voorbeeld 1 – raamcontacten:D.w.z. het bussysteemvaneengebouwkan‘weten’ofeenraamopenofgeslotenis.Steljeeenkantoorgebouwvoorwaarindeverwarmingis ingesteld op comfortmodus, en iemand tegelijkertijd ineenvandekamersvandat gebouweenraamopent,dankandeinstallatieditconflictdetecterenendeverwarmingbijvoorbeeldinstellenopeconomy-modusindekamerofindezonewaarhetopenraamwerdontdekt.

Voorbeeld2–aanwezigheidsdetectie:Hetbussysteemvaneengebouwkan‘weten’oferiemandaanwezigisineenkamer;ditmaakthetmogelijkomalleendiekamersteverlichten,waarookechtiemandaanwezigis.

Smart grids

KNX levert een bijdrage aan het Smart Grid-concept:IndenabijetoekomstzaldeverbindingtussendeelektrischeinstallatievaneengebouwendeenergieleverancierwordenuitgebreidmetICT,d.w.z.erzaleenuitwisselingvangegevensplaatsvinden in twee richtingen:De gegevensuitwisselingvandeleveranciernaarhetgebouwzalgaanoverhettariefvandegeleverdeenergiedatopdatspecifieketijdsintervalvankrachtis.Degegevensuitwisselingindeandererichtingbetrefthetdaadwerkelijkeenergieverbruikvanhetgebouwtijdensdatzelfdetijdsinterval.

Dit concept maakt het mogelijk om de belasting van eengebouwautomatischaantepassenopbasisvanhettarief.Belastingmeteenlagereprioriteitkanbijvoorbeeldwordenuitgeschakeldalshetenergietariefeenbepaaldprijsniveaubereikt.Ditzalonsenergieverbruiknietnoodzakelijkerwijsmeteenverminderen,maarhetkaniniedergevaleenstimulanszijnomonsenergieverbruikvoorbelastingmeteenlagereprioriteit uit te stellen tot er (meer) duurzame energiebeschikbaaris.Resultaat:Lagereenergiekosten.

3.Hetmakenvancombinaties

Soorten gebouwapplicaties

MetKNXishetmogelijkombinnenééninstallatieallerleisoorten gebouwfuncties te combineren, zoals verlichting,rolluiken/zonnewering, HVAC, meters, energiebeheer,audio/video,witgoed,toegangscontrole,brand-/rookdetec-tie,fysiekesensoren(bijv.water)etc.

Communicatiemedia

Ten eerste ondersteunt KNX vier verschillende commu-nicatiemedia; ze dienen allemaal een bepaald doel of eenbepaaldeusecase:

• TP:TwistedPair,isdemeestgebruikteoplossing,omdathet eenvoudig is te installeren (vrije topologie, geennetwerkterminatorsvereist,…).

• PL:Powerline,zorgtervoordatKNXcomponentenkunnencommunicerenover230Vnetspanningsaders.Ditisvaakdebesteoplossingvoorrenovaties.

• IP:VaakgebruiktalseensnelleenbetrouwbarebackbonetussenverschillendeTP-gebaseerde segmentenvaneenKNX installatie; dit kan zeker van goot belang zijn bijgrotereinstallaties.

• RF:Radiofrequentie,zorgtervoordatKNXcomponentenkunnencommunicerenviaradiosignalen,daarwaargeenkabel(TP,IPofPL)beschikbaarisofkanwordengeïnstal-leerd.

TentweedekunnenallevierdecommunicatiemediawordengecombineerdbinnenéénendezelfdeKNXinstallatie.Om


15

Appendix

tweeverschillendecommunicatiemiddelenaanelkaartekop-pelen,iseenzogenaamde‘KNXMediakoppelaar’nodig:Eenpaar voorbeelden van mogelijke combinaties zijn (eerstemedium/tweedemedium):TP/RF,TP/PL,IP/TP.

4.Gedecentraliseerdbussysteem

Ditbetekentdatdevolledigefunctionaliteitvandeinstallatieisverdeeldoverdeindividuelebuscomponentendietezamendeinstallatievormen,oftewel:Elkeafzonderlijkebuscomponentis‘alleen’opdehoogtevanzijneigenspecifiekerolbinnendeinstallatie.DitconceptonderstreeptdeflexibiliteitvanKNX installaties:Het wijzigen, toevoegen of verwijderenvancomponentenheeftslechtseengeringeinvloedopdesamengesteldefunctionaliteitvandeinstallatie.Gecentraliseerdebussystemenhebbeneencentraleeenheiddie de gehele installatie bedient. Het nadeel is het totalegebrekaanflexibiliteit:Alsereenprobleemismetdecentraleeenheidheeftdatgevolgenvoordegeheleinstallatie,eninhetergstegevalzaldegeheleinstallatieergewoonmeeophouden.Zelfsalleenhetbijwerkenvandecentraleeenheidkaninhetergstegevaldegeheleinstallatieaantasten.MaarhoewelKNXgeencentralecomponentnodigheeft,zijn centrale functies wel degelijk mogelijk, zoals één ofmeer centrale visualisaties, planners, een centrale klok,beheerstationsenz.

Dezepublicatiewas‘slechts’bedoeldomudebasisbeginselenvanhetKNXsysteembijtebrengen.OmtebegrijpenhoeheterliveaantoegaatineenKNXinstallatie,radenwijuaanomdeflyer‘KNXBasisbeginselen’enhet‘KNXHandboek’telezen,enhetKNXeCampusplatformtegebruiken,dattoegankelijk is via uw ‘MijnKNX’ account. Oftewel, als ugeïnteresseerdbentindebitsenbytesvanhetgeheel.

Appendix


v12–

15


basisbeginselen van het knx systeem

Documents