Самое время теперь попытаться разобраться в том, что же такое интеллектуальное здание и корректно ли мы понимаем этот термин. «Интеллектуальное здание» — это не совсем удачный перевод с английского языка словосочетания «intelligent building». Английское слово «intelligent», буквально означающее «разумный, понятливый», в сочетании со словом «building» использовано в значении «гибкий, приспосабливаемый». Так что этот термин в первоначальном смысле означает «здание, готовое к изменениям» или «приспосабливаемое (гибкое) здание». Понятие «интеллектуальное здание» означает «здание, способное приспосабливаться к изменениям окружающей среды». Другими словами, это здание, способное, во-первых, адекватно реагировать на изменения окружающей среды, и, во-вторых, его инженерные системы способны адаптироваться к возможным изменениям в будущем.
![](uploads/download_images/pic22.jpg)
Сегодня существует несколько разных технологий для реализации принципов интеллектуального здания. Несмотря на то, что эти технологии имеют похожую архитектуру, разрабатывались они разными производителями и для разных целей. Так, к примеру, протокол Lon Works компании Echelon Corporation был разработан для HVAC-систем (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха). Другой протокол — BACnet (Building Automation Control Network — сетевой протокол для автоматизации зданий) — был создан американским обществом инженеров по отоплению и кондиционированию воздуха (ASHRAE). Разумеется, что разработка при этом велась в направлении совершенствования существующих систем управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием. Одной из основных задач было создание единой информационной среды для обмена информацией между локальными системами автоматики систем отопления и кондиционирования. Остальные функции — управление освещением, жалюзи, рольставнями, сигнализацией и т.п. — добавлялись как дополнительные.
Подобную «родословную» имеют и многие другие протоколы и стандарты, например системы, являющиеся развитием домашних кинотеатров, такие как АМХ и CRESTRON. Это не может не отражаться на их возможностях, характеристиках и области применения. Системы, развившиеся из систем управления микроклиматом, создавались инженерами для инженеров и применяются, в основном, в крупных зданиях, где они помогают решать задачи, которые невозможно решить без единой среды передачи данных (например, мониторинг всех систем здания, согласованная работа различных локальных установок, удаленных друг от друга, и т.д.). Стандарты, создававшиеся на основе домашних кинотеатров, ориентированы на удовлетворение специфических требований покупателей данной техники.
Каждый из этих стандартов (Lon Works, BACnet, AMX, CRESTRON и др.) позволяет построить «интеллектуальное здание», но это оправдано только в том случае, если в проекте здания изначально заложена техника, на которой установлен контроллер данного стандарта.
![](uploads/download_images/pic23.jpg)
Стандарт европейской инсталляционной шины (EIB) кардинально отличается тем, что изначально разрабатывался как стандарт для «интеллектуальных зданий». Сначала был разработан стандарт единой информационной среды — шины, а потом — устройства, которые к этой шине могут быть подключены. Благодаря такому подходу и разумной политике ассоциации производителей, поддерживающих стандарт EIB, в системах на базе EIB-устройств нет «акцентов» на какую-нибудь из инженерных подсистем.
EIB предоставляет одинаково удобные и эффективные решения как для управления освещением, микроклиматом, жалюзи, сигнализацией и т.д., так и для централизованного мониторинга, управления, диспетчеризации подсистем здания. При этом система не только предоставляет дополнительные возможности проектантам и обслуживающему персоналу здания, но и обеспечивает комфорт и безо пасность людей, пребывающих в здании. Применение европейской инсталляционной шины позволяет свести к минимуму количество элементов управления (выключателей, термостатов, пультов и т.д.), с которыми приходится «общаться» человеку в современном помещении.
EIB — общие положения
В чем же разница между классической электропроводкой и проводкой под устройства стандарта EIB? Какие выгоды дает применение этого стандарта пользователю и инсталлятору? На рис. 1 и 2 показана архитектура классической электропроводки и проводки для устройств EIB. В качестве примера приведена система с достаточно развитой функциональностью, а именно, здесь есть
- контроль освещенности в поме щении в зависимости от внешней освещенности;
- дистанционное управление с по мощью ИК-пульта; панель управления светильниками;
- диспетчерский пульт контроля.
Как видно на рис. 1 при реализации без EIB-устройств для каждого устройства необходима не только силовая линия, но и отдельная линия ДЛЯ
- каждой управляющей команды (от кнопки к исполнителю);
- каждого измерительного прибора (в данном случае датчик освещенности);
- каждого индикатора состояния прибора (на диспетчерской панели);
- каждого контроллера или регулятора.
При использовании европейской инсталляционной шины все линии, которые не являются силовыми, объединяются в одну (зеленая линия на рис. 2.). Кроме экономии кабеля и упрощения работ по его прокладке, такая схема более гибкая и перенастраиваемая, так как позволяет менять оконечные устройства и их функции без изменения проводки. При этом инсталляционная шина используется не только для передачи данных, но и для питания устройств, подключаемых к ней, в том числе сенсорных панелей и выключателей. Напряжение питания в шине — 29 В постоянного тока. Благодаря этому мы можем говорить о том, что применение стандарта EIB повышает уровень безопасности для человека.
Архитектура ЕIВ-систем
EIB — децентрализованная система, которая для нормальной работы не требует подключенного ком пьютера либо какого-нибудь специального контроллера. Микроконтроллеры, обеспечивающие «интеллектуальность» системы, расположены в каждом из устройств, подключаемых к шине, — станциях (STN). Каждая станция посредством цифровых телеграмм может обмениваться через шину ин формацией с другими станциями. Стандарт предусматривает применение в качестве шины кабеля типа JY(ST)Y 2x2x0,8 или PYCYM 2x2x0,8 (две пары сечением 0,8 мм в экране; см. заставку). При этом используется одна пара; вторая находится в резерве или применяется для подачи дополнительного напряжения.
Минимальная конфигурация системы, предусмотренная стандартом EIB, —линия (Line). Для питания STN в линии с помощью блока питания поддерживается постоянное напряжение 29 В. К линии можно подключить до 64 станций (STN). Количество STN ограничивается мощностью блока питания. Топология линии может быть любой: «звезда», «дерево» или их комбинация, за исключением «кольца». В то же время существуют некоторые ограничения на длину кабеля между STN (таблица).
Все станции по выполняемым функциям делятся на четыре типа:
- системные устройства (systemdevices): блок питания, последовательный интерфейс (RS-232), коплер линии, коплер области и т.д.;
- сенсоры (sensors): кнопки, сенсорные панели, дисплеи, датчики (ветра, дождя, освещенности и т.д.), термостаты, аналоговые и дискретные входы;
- активаторы (actuators): реле (switching actuators), светорегуляторы (dimming switching actuators), блоки управления жалюзи и рольставнями, контроллеры температуры (heating actuators) и т.д.;
- контроллеры (controllers): сенсоры и активаторы могут логически между собой соединяться спомощью контроллеров (таких как модуль логики, программный модуль и т.д.) для расширения функциональных возможностей.
Системные устройства обеспечивают работоспособность линии и практически все являются обязательными в любой конфигурации системы. Сенсоры — это та часть системы, с которой «общается» человек, находящийся в помещении. Другая часть сенсоров является «глазами» и «ушами» системы. Сенсоры воспринимают воздействия человека или окружающей среды, переводят их в цифровой формат и передают в виде телеграмм в шину. Активаторы чаще всего размещаются в распределительном щите; к ним подводятся силовые линии и подключаются потребители. Основная функция активаторов — коммутация силовых линий нагрузки. Активатор «читает» все телеграммы, проходящие через шину, но выполняет только те, которые предназначены для него. И сенсоры, и активаторы имеют достаточно ограниченный набор логических функции (простые «И» и «ИЛИ» и т.п.), поэтому для реализации сложных алгоритмов необходимы контроллеры. На рис. 3 представлена типовая структура распределительного щита для одной линии.
![](uploads/download_images/pic24.jpg)
Устройства 1-3 являются типовыми не только для системы EIB, но и для любого грамотно спроектированного распределительного щита. Устройства 4-6 относятся исключительно к EIB.
Так как количество станций ограничено, то возникает справедливый вопрос: «Как быть, если необходимо увеличить их количество?». Для расширения системы предусмотрена возможность объединения до 12 линий в основную линию (Main line), а если этого недостаточно, то архитектура системы предусматривает следующую структурную единицу — область (Area). Область включает в себя до 15 основных линий. Все эти структурные единицы имеют единое адресное пространство, и телеграммы из одной линии доходят до устройств в другой. В местах, где линии связываются, устанавливаются так называемые коплеры линии (Line coupler), выполняющие функцию шлюза между линиями. Таким образом, общее количество станций в системе может достигать 45 900.
Устройства EIB поставляются производителями незапрограммированными. Для создания проекта и программирования используется платное программное обеспечение ETS (EIB tool software). В ETS подгружаются библиотеки приложений для каждого из устройств; эти библиотеки распространяются бесплатно. После создания проекта в ETS компьютер подключается к шине через интерфейс RS-232, а приложения загружаются в каждую из STN. Для того чтобы правильно идентифицировать, в какую STN загружать приложение, всем станциям присваиваются физические адреса.![](uploads/download_images/pic25.jpg)
Стандарт EIB предусматривает два вида адресов: физические и групповые. Физический адрес присваивается каждой станции и состоит из трех частей, разделенных точкой. Первая часть — номер области, которой принадлежит станция, вторая — номер основной линии, третья — номер станции в линии. Группы — отдельная структура в EIB. Они также имеют иерархию: основная группа, средняя группа, группа. Аналогично физическому групповой адрес состоит из трех частей: номер основной группы, номер средней группы и номер группы. С помощью групп проектировщик устанавливает взаи мосвязи между STN. Так, для того чтобы по нажатию кнопки сенсора замыкался контакт реле активатора, нужно, чтобы и кнопка, и контакт реле входили в группу с одним адресом.
Благодаря такому подходу любая станция может быть перепрограммирована без нарушения работоспособности системы в целом, при этом система не потребует какой-либо процедуры перезапуска. Расширение системы также является «безболезненной процедурой». А благодаря отсутствию центрального блока управления при выходе из строя одной из STN система остается работоспособной. Таким образом, применение стандарта EIB обеспечивает достижение гибкости, масштабируемости и надежности инженерных систем здания, что и является отличительной чертой современных интеллектуальных зданий.
В заключение хотелось бы отметить, что в этой статье затронуты только основные моменты реализации проектов на основе стандарта EIB. За более подробной информацией нужно обращаться к профессионалам, которые уже есть в Украине и имеют реальный опыт внедрения подобных проектов. Более того, какие-либо гарантии на оборудование вы можете получить только в случае, если оно было установлено сертифицированным инженером и организацией, являющейся EIB-партнером. Поступив таким образом, вы получите поддержку более ста европейских производителей, входящих в Е1В-ассоциацию.
Дмитрий ДАЩЕНКО,
инженер по проектам компании ABB,
dmitry.daschenko@ua.abb.com