KNX para edificios modernos

La demanda de comodidad y versatilidad en edificios residenciales o comerciales está creciendo rápidamente en los últimos años. Implica un sistema complejo que cubre el control inteligente, el bajo consumo de energía, la seguridad de alto nivel debe estar involucrada. En el pasado, el sistema era bastante complicado en términos de cableado eléctrico porque cada función del dispositivo necesita su propio cable de control físico que se muestra en la Figura 1. Requiere una gran cantidad de esfuerzo en términos de diseño e instalación al principio y luego se implementa la alta dificultad del mantenimiento. La alta densidad de cables también podría tener un alto riesgo de incendio. Por lo tanto, se desarrolla y nombra con el sistema KNX una nueva instalación para la uni-comunicación entre cualquier controlador, sensor y actuador.El sistema KNX utiliza solo un bus de instalación de dos cables enrutado que transmite las señales entre dispositivos en paralelo al cable de red de 230 VCA. Por lo tanto, el sistema KNX reduce sustancialmente el trabajo masivo de cableado eléctrico dentro del edificio y reduce aún más el riesgo de incendio y el mantenimiento. 

Fuente de alimentación para bus KNX

El sistema KNX no solo puede ser muy simple con pocos dispositivos, sino que también puede extenderse a un sistema complejo con cientos de dispositivos para su uso en un edificio. En ambos casos, se necesita una fuente de alimentación KNX para alimentar el bus KNX. En esta parte, se explica por qué una fuente de alimentación KNX es esencial para el entorno de bus KNX y no se puede reemplazar con una fuente de alimentación de modo de conmutación convencional. El primer escenario es simplemente un sistema simple con solo dos dispositivos (botón empotrado en la pared y un actuador para controlar la persiana eléctrica) en el bus KNX que se muestra en la Figura 2. En caso de que el usuario presione el botón para encender la persiana eléctrica y ver a través de la ventana, resulta que este sistema no está funcionando. El comando digital de un botón no se puede transmitir al actuador para controlar la persiana simplemente porque el bus KNX no está alimentado. Sin embargo,el segundo escenario es una fuente de alimentación convencional de 30 Vcc añadida al bus existente. Ahora el botón podría transmitir la señal, el llamado pulso activo, en el bus. Sin embargo, el actuador todavía no puede recibir una respuesta adicional porque esta señal no es una señal KNX completa y adecuada. En el tercer escenario, se agrega al sistema una fuente de alimentación KNX con estrangulador integrado. Cuando el botón transmite la señal de pulso activo al bus, la fuente de alimentación KNX responderá inmediatamente a un pulso de ecualización debido al estrangulador integrado. El pulso activo y de ecualización luego se combina para realizar una señal correcta que representa “0” en el mundo digital.La forma de onda combinada debe terminarse en 104 µseg, lo que equivale a 10 kHz seguidos de otra forma de onda combinada para “0” o sin forma de onda (solo 30 V CC) para “1” en los próximos 104 µseg. Dicha numeración secuencial “0” y “1” representa la función / comando real desde el botón hasta el actuador objetivo del sistema de persianas. Como resultado, este sencillo sistema KNX funciona correctamente. Otros dispositivos KNX, por ejemplo, iluminación, calefacción, HAVC, seguridad … etc., Tienen el mismo principio de funcionamiento en el mismo y solo un bus para una máxima flexibilidad. Cada dispositivo KNX consume 10 mA de la fuente de alimentación para transmitir y recibir una señal en el bus. En caso de que la fuente de alimentación KNX tenga una potencia nominal de 640 mA, implica que el número máximo permitido del dispositivo en el bus es de 64 unidades. Por lo tanto,La fuente de alimentación KNX con reactancia integrada es muy esencial para mantener el funcionamiento normal del sistema de bus KNX.

Actuador KNX

Un actuador KNX convierte los comandos recibidos de sensores, interruptores de control automático o temporizadores en acciones y forma la interfaz entre el sistema KNX y los dispositivos eléctricos que normalmente se implementan para aplicaciones de iluminación, persianas y calefacción. Actualmente, la solución principal y económica es un actuador implementado con relés mecánicos para encender o apagar cualquier tipo de cargas conectadas a él como se muestra en la Figura 3.

Un relé de buena calidad es el papel clave para garantizar una alta confiabilidad para los actuadores de conmutación utilizados en un sistema de automatización de edificios KNX. EN60669-1: Interruptores para instalaciones eléctricas fijas domésticas y similares. Los requisitos generales son una de las normas para definir el rendimiento y la resistencia de los relés.
La Parte 19.1 de EN60669-1 especifica el funcionamiento normal del relé que está destinado a conectar una carga nominal con un costoƟ = 0,6 y el objetivo es cumplir con al menos 40000 operaciones. La corriente nominal típica es de 16 A o 10 A, según la demanda de la aplicación.
La designación AX ha establecido una carga de iluminación fluorescente (capacitiva). Una prueba con 140 µF es el requisito mínimo y debería funcionar al menos con 10000 operaciones. Los productos de actuador de MEAN WELL se prueban además a 220 µF sobre la base de EN60669-1 parte 19.2. Dado que el controlador LED aún no está regulado en la EN60669-1. Se considera un tipo de carga capacitiva debido al diseño de circuitos principales del controlador LED común. Como resultado, la parte 19.2 se puede aplicar al tipo de carga del controlador LED para el relé en un actuador KNX.
Otra norma EN 60947-4-1: Contactores y arrancadores de motor – Los contactores electromecánicos y arrancadores de motor también se denominan actuador KNX. Las pruebas se definen para simular aplicaciones típicas, por ejemplo, cargas de motores (industriales) o lámparas fluorescentes (residenciales). Las especificaciones AC1 y AC3 son especificaciones de rendimiento de conmutación que se han establecido en el campo industrial.

Las siguientes designaciones en EN60947-4-1 se utilizan comúnmente en la automatización de edificios KNX:
AC1 – Cargas no inductivas o ligeramente inductivas, hornos de resistencia (se relaciona con la conmutación de cargas resistivas, cos Ɵ = 0,8)
AC3 – Motores de jaula de ardilla: arranque o desconexión durante el funcionamiento (se refiere a la carga del motor (inductiva), cos Ɵ = 0,45)
AC5a – Conmutación de lámparas de descarga eléctrica
AC5b – Conmutación de lámparas incandescentes
Las condiciones anteriores deben pasar con un número mínimo de 6000 operaciones.

El tamaño importa

Todos los dispositivos KNX, incluida la fuente de alimentación, el dispositivo de entrada y el actuador, se instalan en general en un armario de distribución dentro de un edificio. En la Figura 4 se muestra un ejemplo típico de armario. La dimensión del dispositivo KNX debe diseñarse de acuerdo con la norma DIN 43880 para garantizar la uniformidad de la instalación. El ancho del dispositivo KNX está codificado por una o varias unidades estándar (SU), por definición, cada SU no debe superar los 18 mm. La fuente de alimentación KNX de 640 mA de corriente principal tiene 4 SU (54 mm) de ancho o más, mientras que la fuente de alimentación KNX de 1280 mA tiene 6 SU (108 mm) de ancho o más. Los productos MEAN WELL KNX con diseño delgado, es decir, 3 SU para 640mA y 4SU para fuente de alimentación de 1280mA, permiten instalar más dispositivos KNX en el espacio fijo dentro del gabinete, lo que permite funciones versátiles para edificios modernos.

Conclusión

El sistema KNX ofrece muchos beneficios para operar en edificios residenciales y comerciales modernos. La fuente de alimentación KNX es una unidad y un dispositivo clave para ejecutar el sistema KNX sin problemas. MEAN WELL ofrece una fuente de alimentación de bus KNX de 640 mA con tamaño 3 SU y una versión de 1280 mA con solo tamaño 4 SU. Otra unidad KNX para habilitar los dispositivos eléctricos es un actuador realizado con relés mecánicos. Un actuador KNX bien diseñado debe estar sujeto a la norma correspondiente según las aplicaciones para garantizar un funcionamiento prolongado y estable con mantenimiento y servicio minimizados. El actuador multicanal MEAN WELL de la serie KAA ofrece 16A o 10A con un tamaño compacto 4SU y todas las unidades son probadas por un laboratorio notificado con informes de prueba proporcionados. Con más de 35 años de experiencia en el suministro de energía industrial, los productos MEAN WELL KNX están diseñados para ser una solución confiable y segura para el sistema KNX.

Artículo oiriginal en ingles por Wen Wu MW EU