KNX-taloautomaatiojärjestelmä

Transkriptio

1 WEBINAR, Älykäs sähköverkko kiinteistöissä KNX-taloautomaatiojärjestelmä Lars Sandström, Tuotemarkkinointipäällikkö, ABB Oy

2 Älykäs sähköverkko kiinteistöissä -webinaarisarja Sähkön pääjakelu t oimint akriit t isissä rakennuksissa klo 9-10 Jakelumuunt ajat 3.5. klo 9-10 Keskijännitekojeistot klo 9-10 Sähköverkon valvont a ja kybert urvallisuus klo 9-10 Mit ä älykäs sähköverkko vaat ii pääkeskuksilt a 7.6. klo 9-10 Sähkönjakeluverkon selektiivisyys 9.8. klo 9-10 Sähkönjakeluverkon suunnitteluohjelmisto E-design klo 9-10 Suojareleet ja valokaarisuojaus 6.9 klo 9-10 Aurinkosähköjärjestelmät liike-ja toimitilakohteissa klo 9-10 Sähköaut on lat ausrat kaisut klo 9-10 KNX-t aloaut omaat iojärjest elmä klo 9-10 May 2, 2018 Slide 2

3 Tulevaisuuden älykäs kaupunkiasuminen Koht i kestävää kaupunkiasumista Energian vallankumous May 2, 2018 Slide 3 ABB tänään

4 KNX-t aloaut omaat iojärjest elmä, mikä se on?

5 Mikä se on? KNX-järjestelmä on väyläjärjestelmä rakennuksien taloteknisten toimintojen ohjaukseen, seurantaan ja automatisointiin. KNXjärjestelmä kattaa mm. seuraavat toiminnot: Valaistuksen ohjaus Aurinkosuojauksen ohjaus Lämmityksen, jäähdytyksen ja ilmastoinnin ohjaus Turvallisuus ja valvonta Energian seuranta ja kuormien ohjaus Visualisointi ja etäkäyttö Rajapinta muihin järjestelmiin Hyödyntämällä KNX-järjestelmää näiden toimintojen integroimiseen aikaansaadaan yhtenäisesti toimiva ja energiatehokas ohjausjärjestelmä. May 2, 2018 Slide 5

6 Mistä se on tullut? KNX on maailmanlaajuisest i t unnust et t u järjest elmäst andardi rakennuksien sähköisten toimintojen ohjaamiseen. KNX-järjestelmä on syntynyt jo 1990 jolloin useampia eurooppalaisia laitevalmistajia on sopinut yhteisen järjestelmästandardin käyttämistä, eli syntyi valmistajariippumaton järjestelmä. KNX-järjestö (KNX Association) on standardin omistaja ja ylläpitäjä. Standardointi tarkoittaa mm.: Yhteensopivuutta eri laitevalmistajien kesken joka on varmistettu sertifioiduilla tuotteilla Valmistajariippumaton protokolla Laajasti käytössä oleva järjestelmä, jota myös kehitetään jatkuvasti KNX-standardin mukaisia tuotteitta tarjoaa nykyään sähköalan keskeisimmät toimijat: ABB, Schneider, Siemens, Hager jne. KNX on hyväksytty seuraaviin standardeihin: European Standard (CENELEC EN and CEN EN ) International Standard (ISO/ IEC ) Chinese Standard (GB/ T 20965) US Standard (ANSI/ASHRAE 135) KNX lait evalmist ajia on jo 422 kpl 42 maassa. May 2, 2018 Slide 6

7 Miten se toimii? KNX-järjest elmä KNX-kaapeli 2x2x0,8 Järjestelmä toimii ilman keskusyksikköä tai tietokonetta. Laitteet toimivat itsenäisesti ja kommunikoivat keskenään kenttäväylän kautta. Järjestelmä vaati KNX-teholähteen joka syöttää kenttäväylälle jännitettä: 30 V DC SELV. Kenttäväylä on lähtökohtaisesti rakennettu parikierretystä suojatusta kaapelista 2x2x0,8. Toinen pari on KNX-väylälle ja toinen pari varattu esim. 24 VDC apujännitteelle. Kenttäväylä kutsutaan myös nimellä KNX/ TP (KNX twisted pair). läsnäolotunnistin 6131/ huonesäädin 6109/ Painike 4/ 8-os 6127/ DALI Venttiilitoimilaitteet S T / K V May 2, 2018 Slide 7

8 Miten se toimii? KNX-kaapeloint i KNX on lähtökohtaisesti rakennettu kenttäväylänä parikierretystä suojatusta kaapelista 2x2x0,8. Toinen pari on KNX-väylä ja toinen pari varattu esim. 24 VDC apujännitteelle. Väylä kaapelointi Puu kaapelointi Tähti kaapelointi Kaapeloinnin saa toteuttaa eri tavoilla sekä haaroittaa mistä tahansa, laitteessa, rasiassa jne. KNX-väylään ei tarvitse päätevastuksia. Teholähteestä laitteelle max. 350 m. Yhden KNX-linjan pituus max m. 2x2x0,8 2x2x0,8 2x2x0,8 May 2, 2018 Slide 8

9 Miten se toimii? KNX/ TP-järjest elmärakenne Järjestelmä koostuu linjoista ja alueista. Alueita voi olla enintään 15 kpl. Jokaisessa alueessa voi olla enintään 15 linjaa. Jokaiseen linjaan voi laittaa 64 laitetta, riippuen teholähteen koosta. Jokaiseen linjaan tulee oma KNX-teholähde. Eri linjojen väliin tulee linjayhdistimet. Eri alueiden väliin tulee alueyhdistimet. (Linja- ja alueyhdistin on sama laite joka on sijoitettu eri kohtaan järjestelmää) Näin ollen järjestelmä voi kattaa jopa laitetta. Päälinjan teholähde Linjan 1 teholähde 2 x 2 x 0,8 64 Linja x 2 x 0,8 64 Linja Päälinja (0) Linjayhdistin Linjayhdistin Linjayhdistin Linjan 2 teholähde Linjan 15 teholähde 64 Linja May 2, 2018 Slide 9

10 Järjest elmärakenne KNX/ TP Runkolinjan teholähde 2 x 2 x 0,8 Runkolinja Alue 1 Alue 2 Alue 15 May 2, 2018 Slide 10

11 Järjestelmärakenne käytännössä Yksi alue Useampaa aluet t a Siipi 1/ KNX Alue 1 Siipi 2/ KNX Alue 2 RK-3 KNX linja 3 3-kerros RK-3 3-kerros KNX linja 3 RK-3 3-kerros KNX linja 3 RK-2 KNX linja 2 2-kerros RK-2 2-kerros KNX linja 2 RK-2 2-kerros KNX linja 2 KNX Päälinja 0 RK-1 PK KNX linja 1 1-kerros 0 -kerros KNX Päälinja 0 RK-1 PK 1-kerros KNX linja 1 0 -kerros KNX Päälinja 0 RK-1 PK 1-kerros KNX linja 1 0 -kerros KNX runkolinja May 2, 2018 Slide 11

12 Järjest elmärakenne KNX/ IP KNX/ IP-järjest elmärakenne KNX/ IP rakenteessa jokainen KNX-linja on liitetty Ethernet verkkoon KNX/ IP-reitittimen kautta. Jokaiseen linjaan voi laittaa 64 laitetta, riippuen teholähteen koosta. Jokaiseen linjaan tulee oma KNX-teholähde. Eri linjojen väliin tulee KNX/ IP-reititin. Näin ollen järjestelmä voi kattaa jopa laitetta. Linjan 1 teholähde 2 x 2 x 0,8 CAT kaapeli Linjayhdistin KNX/ IP Linjayhdistin KNX/ IP Linjayhdistin KNX/ IP Linja Linjan 2 teholähde Linja Ethernet kytkin Linjan 225 teholähde Linja May 2, 2018 Slide 12

13 KNX-ohjelmoint i KNX-järjestelmän ohjelmointi ja käyttöönotto tapahtuu ETS-ohjelmistolla. Ohjelmisto toimii Windows käyttöjärjestelmällä olevilla tietokoneilla. Ohjelmisto on maksullinen ja jakelu on yksinomaan KNX-järjestöllä. Järjestelmän käyttöönotossa syntyy projektitiedosto. May 2, 2018 Slide 13

14 KNX-t aloaut omaat iojärjest elmän mallirat kaisuja

15 KNX-t aloaut omaat iojärjest elmän mallirat kaisuja Sovellusesimerkki Valaist us Valaistus Läsnäolo- ja valoisuusohjattu Manuaaliohjaus säädölle ja eri valais tus tunnelmille Tila n Tila 1 RK KNX Läsnäolotunnistin 6131/ Painike 4/ 8-os 6127/ Läsnäolotunnistin 6131/ Painike 4/ 8-os 6127/ x DALI 64 x DALI May 2, 2018 Slide 15

16 KNX-t aloaut omaat iojärjest elmän mallirat kaisuja Sovellusesimerkki Valaist us ja lämmit ys/ jäähdyt ys Valaistus Läsnäolo- ja valoisuusohjattu Manuaaliohjaus säädölle ja eri valais tus tunnelmille Lämmitys jäähdytys vesikiertoinen Läsnäolo- ja kello-ohjattu Tarkka portaaton lämmityssäätö Ei tarvita erillisiä ohjauslaitteita ja koteloita venttiilimoottorien kytkentään Tila 1 Venttiilitoimilaitteet S T / K 1.1 Termostaatti 6128/ Läsnäolotunnistin 6131/ Painike 4/ 8-os 6127/ RK 64 x DALI KNX 64 x DALI May 2, 2018 Slide 16

17 KNX-t aloaut omaat iojärjest elmän mallirat kaisuja Sovellusesimerkki Valaist us, lämmit ys/ jäähdyt ys ja ilmanvaiht o Valaistus Läsnäolo- ja valoisuusohjattu Manuaaliohjaus säädölle ja eri valais tus tunnelmille Lämmitys jäähdytys vesikiertoinen Läsnäolo- ja kello-ohjattu Tarkka portaaton lämmityssäätö Ei tarvita erillisiä ohjauslaitteita ja koteloita venttiilimoottorien kytkentään Ilmanvaihto - Läsnäolo- ja CO2-ohjattu Tila 1 KNX-rele 6151/ 11U-500 Venttiilitoimilaitteet S T / K 1.1 Huonesäädin 6109/ Lämpötila CO2 Kosteus Ilmanpaine Läsnäolotunnistin 6131/ Painike 4/ 8-os 6127/ RK 64 x DALI KNX 64 x DALI May 2, 2018 Slide 17

18 KNX-t aloaut omaat iojärjest elmän mallirat kaisuja Sovellusesimerkki Visualisointi, etäohjaus ja hallinta Visualisointi Ohjaus ja tilatieto Seuranta ja trendit Energiamittaus Lämpötilat jne Hälytykset Ajastus Etäohjaus Logiikka Loogiset ohjaukset esim. Sulana pito Savunpoisto Tila n RK 64 x DALI 64 x DALI Kytkinyksikkö SA/ S Ulkovalot Sulana pito Logiikka ABA/ S1.2.1 Loogiset ohjaukset esim. sulana pito Visualisointiserveri 6136/ APP-500 Ohjaus Seuranta Ajastus Trendit Hälytykset Etäohjaus KNX Ulkoanturi 614 6/ 10 Lämpötila Valoisuus Hämäräkytkin May 2, 2018 Slide 18

19 ABB microscada KNX-taloautomaatiojärjestelmä Järjest elmärakenne KNX/ IP KNX/ IP-järjest elmärakenne KNX/ IP rakenteessa jokainen KNX-linja on liitetty Ethernet verkkoon KNX/ IP-reitittimen kautta. Jokaiseen linjaan voi laittaa 64 laitetta, riippuen teholähteen koosta. Jokaiseen linjaan tulee oma KNX-teholähde. Eri linjojen väliin tulee KNX/ IP-reititin. Näin ollen järjestelmä voi kattaa jopa laitetta. Liit ynt ä ABB microscada:aan t ai muuhun valvomoon. Linjan 1 teholähde 2 x 2 x 0,8 CAT kaapeli Linjayhdistin KNX/ IP Linjayhdistin KNX/ IP Linjayhdistin KNX/ IP Linja Linjan 2 teholähde Linja Ethernet kytkin Linjan 225 teholähde Linja May 2, 2018 Slide 19

20 KNX-t aloaut omaat iojärjest elmän ref erenssejä

21 KNX-referenssikohde liikerakennuksen saneerauksessa KNX-ref erenssikohde supermarket in saneerauksessa Turun It äharjun Prisman valaist us saneerat t iin ledeillä ja KNXt ekniikalla t ämän päivän vaat imuksiin sulkemat t a kauppaa t unniksikaan. Nyt valaist us on t äysin muokat t avissa ja energiankulut us t ipaht aa noin kolmannekseen ent isest ä. KNX-automaatiojärjestelmän ansiosta valaistusta voi hallita etänä. Jos hedelmätiski muuttaa myymälän sisällä, voi suunnittelija määritellä uudet valaistustasot eri osastoille omalta työasemaltaan, käymättä lainkaan paikan päällä. Valaistusta voidaan ohjata myös myymälän infopisteiden kosketusnäytöiltä. Valaistuksen ohjaus on yhdistettävissä rakennuksen hälytysjärjestelmään, kertoo kauppias. Hätätilanteen tullen poistumisteille saadaan näin automaattisesti lisää valoa. Myös valaistuksen energiankulutus on hallinnassa, sillä KNX-automaatio kerää kulutusdatan automaattisesti. May 2, 2018 Slide 21

22 KNX-referenssikohde toimistosaneerauksessa Aut omaat t inen valaist usohjaus KNX-järjestelmän perusfilosofia on yksinkertainen: kaikki valaisimet sijoitetaan yhteen väylään ja valaistusta pääsee ohjaamaan alue-, tila- ja valaisinkohtaisesti. Käyttö on erittäin yksinkertaista ja asetukset pysyvät, kun asetukset on kerran säädetty kohdalleen. Mekaanisia osia on vähän, ohjaukset tehdään ohjelmallisesti, mikä vähentää rikkoutumisriskiä ja lisää kokonaisuuden luotettavuutta. Päädyimme siihen, että talon kaikissa tiloissa valot syttyvät päälle automaattisesti järjestelmän avulla. Tullessaan työpaikalle työntekijä voi alusta lähtien keskittyä omaan työhönsä ja valot ovat aina häntä varten sopivasti säädettyinä koko työpäivän ajan. Neuvottelutiloissa valoja on mahdollista säätää myös tilakohtaisesti. - Voidaankin sanoa, että kyllä tämä muutos oli erittäin onnistunut. Nyt, kun toimitalon ohi ajaa keskellä yötä, se on kokonaan pimeä, Matti Suomalainen toteaa. May 2, 2018 Slide 22

23 KNX-referenssikohde lentoasema Rovaniemen lent oaseman valaist us kohdillaan päivin öin Rovaniemen lent oaseman valaist ust a ohjaava KNX-automaatio on vapaut t anut t erminaalihenkilöstön valojen sytyttelystä ja sammuttelusta. Investointi led-valaist ukseen ja älykkääseen ohjausjärjest elmään maksaa it sensä t akaisin noin 2,5 vuodessa. Kun terminaalin henkilökunta saapuu aamuvarhaisella paikalle, saa valaistusautomaatio tiedon lukkojen ohjaukselta. Valot syttyvät ja sammuvat suunnitellulla tavalla automaation ohjaamina, ihmiset vain avaavat ovet ja panevat ne lukkoon, Santaniemi kertoo. Terminaalin eri alueiden valaistus säätyy automaattisesti vakiovalo-ohjauks ella. Kesäaikaan napapiirillä on luonnonvaloa tarjolla yötä päivää, ja uusien led-valaisinten tehonkulutus on hyvin pientä. Koko terminaalin valaistusta voi säätää infotiskin käyttöliittymästä. Väylätekniikka mahdollistaa jopa yksittäisen valaisimen portaattoman säädön, mutta käytännössä koko valaistuksen säätö on jätetty KNX-automaation huoleksi. May 2, 2018 Slide 23

24 KNX-referenssikohde hotelli Taloaut omaat io parant aa sekä palvelua et t ä energiat ehokkuut t a. Sant a s-hotellin ylellisten lasi-iglujen olot pit ää opt imaalisina KNX-aut omaat io. Iglujen lämpöt ilaa, ilmanvaiht oa, jopa lasilämmit yksen t oimint aa voi säät ää yksilöllisest i. Hot ellin omist ajalle aut omaat io t aas t akaa, et t ä energiakulut pysyvät kurissa. Kun joulunviettoon saapuvien singaporelaisvieraiden lento Rovaniemelle laskeutuu, on ABB:n KNX-automaatio jo ryhtynyt töihin. Parin kilometrin päässä lentokentältä Joulupukin pajakylässä sijaitsevan lasikattoisen hitech-iglun ikkunalämmitys sulattaa näkymät taivaalle huurteettomiksi, ilmalämpöpumppu käynnistyy, ja lattian lämpö nousee. Automaation avulla saamme ohjattua energiakulutuksen minimiin; kun asiakkaat eivät ole paikalla, talvella ei tarvitse lämmittää igluja turhaan ja kesällä viilennys ei käynnisty. Automaation avulla asiakkaiden odotuksiin pystytään vastaamaan myös etänä. Yöaikaan iglukylän ympyrävuorokautista päivystystä hoidetaan 7 kilometrin päästä Rovaniemen keskustasta, Hotel Santa Clausin vastaanotosta käsin etäyhteydellä. Me emme tuhlaa energiaa emmekä rahaa tarpeettomasti, Maarit Aho toteaa May 2, 2018 Slide 24

25 KNX-referenssikohde asuntorakennus KNX pit ää Jät käsaaren ekokort t elin energiakulut kurissa Helsingin Jätkäsaaren Airut-korttelissa sähkön-, veden ja lämmönkulutusta valvova automaatio auttaa asukkaita säästämään energiaa ja helpottaa isännöintirutiineja. Kotona/ poissa-kytkin sammuttaa keskitetysti valot ja laitteet kotoa lähtiessä. Kotona/ poissa-kytkin sammuttaa valot ja laitteet keskitetysti kotoa lähtiessä. Asukkaita kannustaa energiansäästöön ohjelmistotoimittaja Nuuka Solutionsin rakentama verkkopalvelu, jolla oman huoneiston energian ja veden kulutustietoja sekä sisäilman lämpötiloja voi seurata tietokoneella tai kännykällä. Järjestelmän avulla tulee tietoiseksi energiankulutuksestaan, ja voi muuttaa omia kulutustottumuksiaan, kertoo korttelin sähkösuunnittelusta vastanneen Optiplanin suunnittelujohtaja Kari Kavonius. May 2, 2018 Slide 25

26 KNX-referenssikohde asuntorakennus Kalasataman Fiskari / Fregatti Kotona/ poissa-kytkin, joka ohjaa kulutusryhmät päälle/ pois. Huoneistokeskus automaatio ja IT osalla. Mittausten keruu (sähköt, kylmä ja kuuma vesi) taloyhtiön kellarissa sijaitsevalle palvelimelle. Mitattavia ja ohjattavia laitteita asunnossa mm. kiuas, liesi, pesukoneet, valot ja ohjattavat pistorasiat. 95 asuntoa + 48 sähköautonlataus-paikkaa. May 2, 2018 Slide 26

27 KNX-referenssikohde asuntorakennus Kalasataman Fiskari / Fregatti Asukkaiden käyttöliittymä HIMA-palvelu Helen Hima on Helenin uusi verkkopalvelu kodin etäohjaukseen. Palvelun käyttäjä voi tarkistaa, etteivät sähkölaitteet ole päällä tai vettä kulu silloin, kun hän on itse poissa kotoa. Tarvittaessa sähkölaitteet voi kytkeä pois päältä mobiililaitteella tai tietokoneella. Valaistusta sekä auton lämmitystä tai latausta voi palvelun kautta ajastaa. Ajastusnäkymässä kerrotaan sähkön markkinahinnan kehitys tunti tunnilta kuluvan vuorokauden aikana. Sähkön käyttöä on siten helppo ohjata edullisille tunneille. Helen Hima täydentää Helenin Sävel+ -palvelua, josta voi nähdä huoneistokohtaisen sähkön kulutuksen noin vuorokauden viiveellä. Himassa kulutuksen näkee lähes reaaliaikaisena ja tarkemmin eroteltuna, sähköryhmä- tai laitekohtaisesti. Himasta Säveleen liikkuu helposti. Himan käyttäjä saa välittömän palautteen sähkökytkimen kääntämisestä. Sävelessä hän näkee kokonaiskuvan kulutuksestaan pitkällä aikavälillä May 2, 2018 Slide 27

28