نحوه طراحی یک سیستم روشنایی KNX: یک راهنمای جامع

استاندارد KNX معیار جهانی برای اتوماسیون ساختمان هوشمند است، به ویژه در کنترل نورپردازی. به عنوان یک پروتکل باز و قابل همکاری، امکان ادغام یکپارچه نورپردازی، سایه گذاری و نورپردازی را فراهم می کند.,سیستم های تهویه مطبوع و دیگر سیستم های ساختمان، بهره وری انرژی، انعطاف پذیری و راحتی کاربر را افزایش می دهند.طراحی یک سیستم روشنایی KNX نیاز به یک رویکرد سیستماتیک دارد از درک نیازهای پروژه تا راه اندازی سیستم برای اطمینان از عملکرد بهینه و مقیاس پذیریاین راهنما مراحل کلیدی، ملاحظات فنی و بهترین شیوه ها را برای طراحی یک سیستم روشنایی KNX قوی تجزیه می کند.

قبل از شروع فرآیند طراحی، مهم است که اهداف پروژه، نیازهای کاربر و محدودیت ها مشخص شود.این مرحله پایه و اساس کل سیستم را ایجاد می کند و هماهنگی با هدف ساختمان را تضمین می کند.، تجاری، صنعتی یا عمومی). ملاحظات کلیدی عبارتند از:

• سناریوهای کنترل نور: شناسایی توابع کنترل مورد نیاز مانند روشن کردن / خاموش کردن ، کمرنگ ، تنظیم دمای رنگ (برای روشنایی سفید تنظیم پذیر) ، کنترل صحنه (به عنوان مثال ، حالت جلسه ، حالت دفتر ، حالت شب) ،و کنترل مبتنی بر اشغال (سینسورهای حرکت) یا برداشت نور روز (فوتوزل).
• دسترسی کاربر: تعیین اینکه چه کسی سیستم را کنترل می کند (مستقرین، مدیران تاسیسات، کارکنان تعمیر و نگهداری) و رابط های کنترل ترجیح داده شده (سوئیچ های KNX نصب شده در دیوار، پنل های لمسی، برنامه های تلفن همراه،یا نرم افزار مدیریت مرکزی).
• الزامات ادغام: مشخص کنید که آیا سیستم روشنایی KNX باید با سایر سیستم های ساختمان مانند HVAC، امنیت (کنترل دسترسی، CCTV) یا سیستم های مدیریت انرژی (EMS) ادغام شود.قابلیت همکاری KNX® اجازه می دهد تا ارتباطات بدون درز بین این سیستم ها.

پایداری یکی از اهداف اصلی طراحی ساختمان های مدرن است. اهداف صرفه جویی در انرژی را مشخص کنید، مانند کاهش مصرف انرژی با درصد خاصی،و اطمینان از انطباق با قوانین ساختمانی محلی (e.به عنوان مثال، EN 15232 برای عملکرد انرژی در ساختمان ها) و استانداردها (به عنوان مثال، LEED، BREEAM). سیستم های KNX از ویژگی های کارآمد انرژی مانند برداشت نور روز، سنجش اشغال و کنترل برنامه ریزی شده پشتیبانی می کنند.,که باید در طراحی گنجانده شود.

طراحی سیستم با توجه به رشد آینده در نظر بگیرید گسترش بالقوه (به عنوان مثال، اضافه کردن مناطق نوردهی جدید،ادغام توابع کنترل اضافی) و اطمینان از اینکه زیرساخت KNX می تواند بدون اصلاحات عمده دستگاه های جدید را در بر بگیردطراحی ماژولار KNX باعث می شود که مقیاس پذیری ساده باشد، اما برنامه ریزی دقیق برای جلوگیری از تنگنا ضروری است.

یک بررسی دقیق سایت برای درک طرح ساختمان، زیرساخت های الکتریکی موجود و نیازهای روشنایی ضروری است.این مرحله شامل نقشه برداری ساختمان و تقسیم آن به مناطق روشنایی منطقی است، اشغال، یا محل.

• نقشه نقشه ساختمان، ابعاد اتاق، ارتفاع سقف، موقعیت پنجره (برای برداشت نور روز) و سیم کشی الکتریکی موجود (برای استفاده از زیرساخت های موجود در صورت امکان).
• تعیین الزامات بار نور: تعداد لامپ های روشنایی در هر منطقه، قدرت مشخص (W) و نوع آنها را محاسبه کنید (به عنوان مثال، LED، فلورسنت، لامپ روشنایی).,که با کنترل های کمرنگ KNX سازگار هستند.
• عوامل محیطی را ارزیابی کنید: مناطقی را که در معرض نور روز قرار دارند (برای قرار دادن سلول های عکاسی) ، تنوع بالای اشغال (برای سنسورهای حرکت) و نیازهای نورپردازی حیاتی (به عنوان مثال، نورپردازی اضطراری،که ممکن است نیاز به ادغام با KNX داشته باشد).

مناطق باید با توجه به عملکرد ساختمان و نیازهای کاربران طراحی شوند. برای مثال:

• در یک ساختمان اداری: مناطق جداگانه برای مناطق کار باز، اتاق های جلسه، راهروها و مناطق پذیرش.
• در یک محیط مسکونی: مناطق برای اتاق نشیمن، اتاق خواب، آشپزخانه ها و راهروها، با کنترل صحنه برای هر فضای.
• در یک فضای تجاری: مناطق نمایشگاه های خرده فروشی، مناطق مشتری و امکانات پشت خانه، با کمرنگ برای برجسته کردن محصولات.

هر منطقه باید دارای یک دستگاه KNX (برای کنترل چراغ ها) و سنسورهای مرتبط (در صورت لزوم) باشد، که کنترل مستقل و انعطاف پذیری را تضمین می کند.

قطعات KNX توسط چندین فروشنده (به عنوان مثال، شنایدر الکتریک، زیمنس، ABB) تولید می شوند و به لطف استاندارد KNX کاملاً قابل همکاری هستند.انتخاب اجزای مختلف بستگی به نیازهای پروژه دارد، طراحی منطقه و نیازهای ادغام.

• دستگاه های کنترلی KNX: این دستگاه ها بار روشنایی را کنترل می کنند (بازتاب / خاموش کردن ، خفیف کردن). انتخاب بین محرک های سوئیچ (برای چراغ های غیر خفیف) و محرک های خفیف (برای چراغ های LED ، فلورسنت یا لامپ های فلورسنت).اکتورها در تعداد کانال های مختلف (به عنوان مثال، 4 کانال، 8 کانال) برای مطابقت با اندازه منطقه در دسترس هستند.
• کنترل کننده های KNX: برای سیستم های پیچیده، از کنترل کننده های منطقی KNX (به عنوان مثال، Schneider Electric SpaceLYnk LSS100200) برای مدیریت توابع پیشرفته مانند کنترل صحنه، برنامه ریزی و ادغام با سیستم های دیگر استفاده کنید.این کنترل کننده ها به عنوان مغز سیستم عمل می کنند، پردازش سیگنال های از سنسورها و ارسال دستورات به محرک ها.

• حسگرهای اشغال: تشخیص حضور انسان برای روشن کردن / خاموش کردن چراغ ها یا تنظیم روشنایی به طور خودکار، کاهش اتلاف انرژی. بین سنسورهای مادون قرمز منفعل (PIR) یا سنسورهای فوق صوتی بر اساس فضا (به عنوان مثال،PIR برای دفاتر، فوق صوت برای مناطق بزرگ باز).
• سنسورهای نور روز (فوتوزل): میزان نور محیط را اندازه گیری کنید و نور مصنوعی را متناسب با آن تنظیم کنید (به عنوان مثال، نورهای کم نور در هنگام نور کافی روز) ، حمایت از برداشت نور روز.
• رابط های کنترل: دسترسی کاربر به سیستم را فراهم می کند. گزینه ها شامل سوئیچ های دیواری KNX (معمولی یا حساس به لمس) ، پانل های لمسی (برای کنترل صحنه پیچیده) ، برنامه های تلفن همراه (برای کنترل از راه دور) ،و نرم افزار مدیریت مرکزی (برای نظارت و کنترل در سراسر تاسیسات).

اتوبوس KNX ستون فقرات ارتباطی سیستم است که تمام اجزای آن را به هم متصل می کند (فعال کننده ها، حسگرها، کنترل کننده ها، رابط ها).

• کابل اتوبوس: برای اطمینان از ارتباطات قابل اعتماد، از کابل بس استاندارد KNX (جفت پیچیده، 2 × 0.8 mm2) استفاده کنید. کابل باید از کابل های برق جدا شود تا از تداخل جلوگیری شود.
• توپولوژی اتوبوس: یک توپولوژی (خط، ستاره یا درخت) بر اساس طرح ساختمان را انتخاب کنید.استفاده از توپولوژی خط با تکرارگرها برای گسترش محدوده اتوبوس (اتوبوس KNX می تواند تا 1000 متر بدون تکرارگرها را پوشش دهد).
• منبع برق: قطعات KNX نیاز به یک منبع تغذیه KNX اختصاصی (24 V DC) برای تغذیه اتوبوس دارند. منبع تغذیه باید بر اساس تعداد قطعات (معمولاً 30 × 64 دستگاه در هر منبع تغذیه) اندازه گیری شود.

معماری سیستم چگونگی تعامل و ارتباط قطعات را تعریف می کند و اطمینان از قابلیت اطمینان، مقیاس پذیری و سهولت نگهداری را تضمین می کند.یک معماری سیستم روشنایی KNX معمولی شامل سه لایه است:

لایه میدان شامل دستگاه های پایانی است که به طور مستقیم با سیستم روشنایی تعامل دارند: محرک ها، سنسورها و سوئیچ های دیواری. این دستگاه ها به اتوبوس KNX متصل می شوند و دستورات (به عنوان مثال،روشن کردن چراغ، ضخیم شدن) بر اساس سیگنال های لایه کنترل.

لایه کنترل هسته سیستم است که شامل کنترل کننده های منطقی KNX (به عنوان مثال، Schneider SpaceLYnk LSS100200) و نرم افزار مدیریت مرکزی است. کنترل کننده ها داده های سنسورها را پردازش می کنند،اجرای منطق (e)نرم افزار مدیریت مرکزی امکان نظارت از راه دور، پیکربندی و گزارش دهی را فراهم می کند.

لایه یکپارچه سازی امکان ارتباط بین سیستم روشنایی KNX و سایر سیستم های ساختمان (HVAC، امنیت، EMS) را فراهم می کند.دروازه های KNX/BACnet) که پروتکل ها را ترجمه می کنندبرای مثال، سیستم روشنایی می تواند روشنایی را بر اساس تنظیمات HVAC تنظیم کند،یا سیستم امنیتی می تواند "وضعیت امنیتی" را برای خاموش کردن تمام چراغ های غیر ضروری فعال کند.

هنگامی که سخت افزار نصب می شود، سیستم باید برنامه ریزی و پیکربندی شود تا نیازهای پروژه را برآورده کند. این شامل استفاده از نرم افزار پیکربندی KNX (به عنوان مثال، ETS),ابزار استاندارد صنعت برای برنامه نویسی سیستم KNX.

• راه اندازی دستگاه: تمام دستگاه های KNX را به نرم افزار ETS اضافه کنید، آدرس های منحصر به فرد (آدرس های فیزیکی و گروهی) اختصاص دهید و پارامترهای دستگاه را پیکربندی کنید (به عنوان مثال تنظیمات کانال محرک، حساسیت سنسور).
• خطاب به گروه: آدرس های گروه را به طور منطقی به دستگاه های گروه تعریف کنید (به عنوان مثال، تمام چراغ ها در یک اتاق جلسه به یک آدرس واحد گروه اختصاص داده شده است).آدرس گذاری گروهی امکان کنترل متمرکز دستگاه های متعدد را فراهم می کند و برنامه ریزی صحنه را ساده می کند.
• برنامه ریزی صحنه: ایجاد صحنه ها (به عنوان مثال، "وضع جلسه،" حالت ارائه") با تعریف وضعیت مورد نظر هر نور (در / خاموش، سطح روشنایی) و اختصاص یک پرتاب کننده (به عنوان مثال، کلید دیوار، تایمر، سنسور حرکت).
• منطق و برنامه ریزی: قوانین منطقی برنامه (به عنوان مثال، "اگر اشغال شناسایی شده و نور روز کم است، چراغ ها را روشن کنید") و برنامه ها (به عنوان مثال، "تمام چراغ های اداری را در ساعت 7 شب خاموش کنید").
• تنظیمات ادغام: پیکربندی دروازه ها برای امکان ارتباط با سیستم های دیگر (به عنوان مثال، BACnet، Modbus) و تنظیم قوانین تبادل داده.

پس از برنامه ریزی، سیستم باید به طور کامل آزمایش شود تا اطمینان حاصل شود که تمام توابع به عنوان مورد نظر کار می کنند. این مرحله شامل:

تست هر عملکرد کنترل (باز کردن / خاموش کردن ، ضخیم کردن ، کنترل صحنه) برای هر منطقه ، بررسی عملکرد سنسور (شغل ، نور روز) ، و اطمینان از عملکرد صحیح ادغام با سایر سیستم ها.هر گونه مشکل را حل کنید(به عنوان مثال، دستگاه های غیر پاسخگو، سطوح ضلعی نادرست) در طول این مرحله.

بهینه سازی سیستم برای بهره وری انرژی و راحتی کاربر: تنظیم حساسیت سنسور برای جلوگیری از محرک های غلط، تنظیم دقیق تنظیمات برداشت نور روز برای به حداکثر رساندن صرفه جویی در انرژی،و انتقال صحنه آزمایش برای اطمینان از عملکرد بدون مشکل- نظارت بر مصرف انرژی و تنظیم برنامه ها یا قوانین منطقی در صورت لزوم.

ارائه آموزش به کاربران (مستقرین، مدیران تاسیسات) در مورد نحوه استفاده از سیستم (به عنوان مثال، استفاده از سوئیچ های دیواری، برنامه های موبایل، کنترل صحنه). آماده سازی اسناد، از جمله نمودارهای سیستم،لیست دستگاه ها، آدرس های گروه، و یادداشت های برنامه ریزی، برای تسهیل نگهداری و گسترش آینده.

• اولویت بندی قابلیت همکاری: اجزای گواهینامه KNX را انتخاب کنید تا سازگاری و قابلیت همکاری را حتی از فروشندگان مختلف تضمین کنید.
• ساده باشید: اجتناب از پیچیدگی بیش از حد سیستم: طراحی تنها توابع ضروری برای اهداف پروژه: این باعث کاهش هزینه های نصب و نگهداری می شود.
• برنامه ای برای اخراج: برای کاربردهای حیاتی (به عنوان مثال، روشنایی اضطراری) ، اجزای اضافی (به عنوان مثال، منابع برق پشتیبان) را برای اطمینان از قابلیت اطمینان سیستم شامل کنید.
• تمرکز بر بهره وری انرژی: شامل برداشت نور روز، سنجش اشغال و برنامه ریزی برای به حداقل رساندن مصرف انرژی و دستیابی به اهداف پایداری.
• طرحی که در آینده ثابت است: امکان گسترش (به عنوان مثال، مناطق اضافی، توابع کنترل جدید) و اطمینان از اینکه سیستم می تواند با فن آوری های نوظهور (به عنوان مثال، دستگاه های IoT، مدیریت انرژی مبتنی بر هوش مصنوعی) ادغام شود.

طراحی یک سیستم روشنایی KNX نیاز به یک رویکرد سیستماتیک دارد که الزامات فنی، نیازهای کاربر و بهره وری انرژی را متعادل می کند.با پیروی از مراحل ذکر شده در این راهنما، انجام یک بررسی سایت، انتخاب اجزای، طراحی معماری، برنامه نویسی و آزمایش، می توانید یک سیستم روشنایی KNX قوی، مقیاس پذیر و کاربر پسند ایجاد کنید.با قابلیت همکاری آنانعطاف پذیری و قابلیت های صرفه جویی در انرژییک سیستم روشنایی KNX به خوبی طراحی شده نه تنها راحتی و عملکرد ساختمان را افزایش می دهد بلکه هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد و اهداف پایداری را برای سال های آینده پشتیبانی می کند.

در هنگام طراحی یک سیستم روشنایی KNX، انتخاب اجزای قابل اعتماد و سازگار برای اطمینان از ثبات و عملکرد سیستم بسیار مهم است.,طیف گسترده ای از دستگاه های KNX با کیفیت بالا را ارائه می دهد که برای سناریوهای کاربردی مختلف (سکنایی، تجاری، صنعتی) طراحی شده اند. در زیر محبوب ترین مدل های Schneider KNX هستند،طبقه بندی شده بر اساس نوع قطعات برای هماهنگی با مراحل طراحی در این راهنما:

این کنترل کننده ها به عنوان "مغز" سیستم های روشنایی پیچیده KNX عمل می کنند و از کنترل منطقی پیشرفته ، برنامه ریزی صحنه و ادغام چند سیستم پشتیبانی می کنند و برای پروژه های متوسط تا بزرگ مناسب هستند.

• اشنايدر الکتريک اسپيس لينک LSS100200: یک کنترلر منطقی KNX بسیار متنوع، ایده آل برای ساختمان های کوچک و متوسط و بزرگ است. این پشتیبانی از پروتکل های KNX، Modbus، IP و BACnet، امکان ادغام یکپارچه با روشنایی، HVAC،و سیستم های امنیتیویژگی های کلیدی شامل جمع آوری داده ها، دسترسی به WEB SCADA، اخطار های ایمیل رویداد و برنامه نویسی بلوک است، که آن را برای پروژه های اتوماسیون ساختمان که نیاز به توابع کنترل جامع دارند مناسب می کند.

محرک ها اجزای اصلی برای روشنایی روشن / خاموش و کنترل ضخامت هستند، با تعداد کانال های مختلف و ظرفیت بار برای مطابقت با نیازهای مختلف منطقه روشنایی.

• ماژول کنترل چند وظیفوی Schneider Electric SpaceLogic KNX 10A: طراحی شده برای سناریوهای مسکونی، این ماژول می تواند به طور مستقیم کنترل نورپردازی، پرده، تهویه مطبوع و گرمایش کف، صرفه جویی در فضای نصب و ارائه پیکربندی انعطاف پذیر.از توابع قفل تعریف شده توسط کاربر برای افزایش ایمنی عملیاتی پشتیبانی می کند، که باعث می شود آن را برای سیستم های روشنایی خانه هوشمند KNX مناسب باشد.
• ماژول سوئیچ Schneider Electric SpaceLogic KNX 20A: این ماژول سوئیچ که برای ساختمان های تجاری و صنعتی طراحی شده است، از توابع سوئیچ سفارشی سازی شده بر اساس زمان، آستانه، تنظیمات مقدماتی، صحنه ها و منطق پشتیبانی می کند.و کنترل نورپردازی با مصرف انرژی، مناسب برای مناطق روشنایی بزرگ مانند ساختمان های اداری، مراکز خرید و کارگاه های صنعتی است.

رابط های کنترل امکان کار کاربر پسند سیستم روشنایی KNX را فراهم می کنند و از کنترل محلی و از راه دور برای گروه های مختلف کاربر پشتیبانی می کنند.

• شنایدر الکتریک ژنبو (ژنبو) پنل لمسی 4 اینچی KNX: یک رابط کنترل شیک و کاربردی که کنترل نورپردازی، تهویه مطبوع، هوای تازه و موسیقی پس زمینه را در یک پانل واحد ادغام می کند.کاربران می توانند تعداد اجزای کنترل را سفارشی کنند، آیکون های پانل، و پس زمینه بر اساس ترجیحات شخصی، مناسب برای هر دو فضاهای مسکونی و تجاری بالا (به عنوان مثال، هتل های لوکس، دفاتر بالا).

تمام مدل های KNX شنایدر فوق گواهینامه KNX هستند، که قابلیت همکاری کامل با سایر قطعات KNX را تضمین می کند (بدون در نظر گرفتن مارک).شما می توانید نیازهای خاص پروژه خود را تطبیق دهید (مانند نوع ساختمان)، اندازه منطقه روشنایی و توابع کنترل) برای انتخاب مناسب ترین دستگاه ها، اطمینان از ثبات و کارایی سیستم روشنایی KNX.