Stejně jako v klasických, tak i v instalacích KNX lze spínat nejen osvětlení, ale i jakékoli další spotřebiče, které se v elektrických rozvodech využívají. Může se jednat o ventilátory, o otopná či chladicí zařízení, o elektromagnetické ventily, o čerpadla, o zásuvkové okruhy a o mnohé další prvky.
Při volbě klasických spínačů bylo vždy potřebné brát do úvahy předpokládaný režim spínání a velikosti zatěžovacích proudů. I v KNX systémech je důležité vybírat takové spínací akční členy, které mohou zvládnout správný režim činnosti při spínání a jejichž spínací mechanismy jsou navrženy pro požadované proudy a typy zátěží. Příklad na obr. 1 ukazuje osminásobný spínací akční člen určený pro spínání zátěží až 20 AX (tedy i pro spínání kapacitní – zářivkové zátěže).
Při nyní stále častějším využívání svítidel s LED světelnými zdroji je potřebné zvažovat proudové špičky při jejich spínání, běžně překračující pětinásobek jejich jmenovitých proudů. V KNX instalacích jsou běžně montovány spínací akční členy pro jmenovité proudy 16 A, takže u drtivé většiny spínaných osvětlovacích okruhů nemohou vznikat problémy s překročením jmenovitého proudu akčního členu, protože skutečná zátěž bývá výrazně nižší. Lze ovšem připomenout, že spínací akční členy bývají vybaveny spínacími kontakty určenými nejen pro spínání ohmické zátěže podle normy ČSN EN 60947-4-1 (pro režim zatížení AC-1 při cosφ= 0,8), ale také pro spínání zářivkové, tedy kapacitní zátěže, v souladu s normou ČSN EN 60699-1, proto zvládnou i spínání LED zdrojů. Při potřebě spínat motorickou (induktivní) zátěž je vhodné prověřit, zda zvolený akční člen je ověřen i pro spínání tohoto typu zátěže – AC-3 při cosφ= 0,45. Potřebné údaje lze vždy nalézt v katalogové dokumentaci výrobce zvoleného akčního členu.
Relativně časté je používání speciálních spínacích akčních členů pro řízení konvektorů. Tato zařízení pro chlazení i topení jsou vybavena několikarychlostními ventilátory. Změna rychlosti otáčení ventilátoru se obvykle zajišťuje přepínáním odboček transformátoru (topenáři jej často nazývají regulátorem). Na obr. 2 je principiální schéma řízení otáček třírychlostního ventilátoru konvektoru. Podle údajů termostatu s aplikačním programem pro řízení akčního členu konvektoru je sepnut vždy jen jeden z výstupů anebo při dosažení požadované teploty v místnosti jsou vypnuty všechny výstupy – ventilátor je tedy vypnut. Při spínání nesmí nikdy nastat situace, během níž by byť jen na okamžik byly současně sepnuty dva výstupní kontakty. To by totiž způsobilo zkratování části vinutí transformátoru. Proto při přepínání musí nejdříve jeden kontakt rozepnout a teprve poté smí sepnout kontakt druhý. Při použití běžného vícenásobného spínacího akčního členu by totiž při běžném parametrizování nebylo jednoznačně možné dosáhnout toho, že nikdy nebudou současně sepnuty dva kanály pro řízení otáček ventilátoru. Bylo by nutné nejdříve odeslat změnu spínacího stavu jednoho kanálu na vypnuto logickému elementu, který by teprve poté mohl povolit zapnutí kanálu druhého.
Otáčky ventilátoru konvektoru lze ovšem řídit i plynule využitím např. frekvenčního měniče, jak je naznačeno na obr. 3. Namísto spínacího akčního členu musí být použit analogový akční člen.
Spínací režimy
Nejčastějším spínacím režimem, především při řízení osvětlení, je prosté spínání. Po příchodu spínacího telegramu, tedy po uplynutí cca 20 ms, akční člen přepne do požadovaného stavu.
Ovšem v prostorách s jen občasným, krátkodobým pobytem osob je potřebné zajistit provoz osvětlení na nezbytně dlouhou dobu. Řízení provozu osvětlení (ale také např. ventilátorů) je svěřeno snímačům pohybu a přítomnosti, které po vstupu osob do sledovaného prostoru odesílají zapínací telegram. Po ukončení pohybu pak zasílají telegram vypínací – obvykle po nastaveném časovém zpoždění, jak je znázorněno na obr. 4.
Na chodbách a schodištích je obvyklý rovněž časově omezený provoz osvětlení, kdy akční člen je nastaven do režimu schodišťového automatu (obr. 5). Po přijetí zapínacího telegramu je zahájen časový cyklus, při jehož ukončení akční člen vypíná (velikost časového zpoždění je parametrem akčního členu). Obvykle je možné zaslání nového zapínacího příkazu kdykoli v průběhu probíhajícího zpožďovacího cyklu, čímž je zpoždění opětovně nastartováno. Anebo opakovanými stisky lze násobit časové zpoždění (5 odeslaných zapínacích telegramů v průběhu činnosti osvětlení znamená pětinásobnou dobu nastaveného časového zpoždění). Další možností je krátkodobé vypnutí před uplynutím časového zpoždění. To pro procházející osoby znamená, že pokud budou potřebovat delší provoz osvětlení, je nezbytné zajistit odeslání dalšího zapínacího telegramu pro nové spuštění časového zpoždění. Nastavení hodnoty parametru časového zpoždění v akčním členu lze měnit i po sběrnici, např. z vizualizace.
V některých případech jsou potřebná časová zpoždění při zapínání anebo při vypínání, jak je znázorněno na grafu na obr. 6.
Jedním ze zajímavých parametrů spínacích akčních členů je široký rozsah nastavení časového zpoždění pro uvedení akčního členu do činnosti, tedy do naprogramovaného výchozího stavu, po připojení ke sběrnicovému napájení, resp. po obnovení dodávky elektrické energie po jejím výpadku. Ve velkých objektech, v nichž se přednostně nastavuje provozní stav pracovních kontaktů ve stejné poloze jako před přerušením dodávky, je důležité mít možnost časově odstupňovat zapínání jednotlivých okruhů osvětlení v různých částech budovy a tím se vyhnout nadměrně velké proudové špičce při obnovení dodávky.
Někdy je potřebné zabezpečit např. výstražné opakované blikání světel, přerušovaný akustický signál apod. To umožňuje další z možných spínacích režimů – činnost kmitacího relé (průběh spínání je naznačen na obr. 7).
Logické vazby
Příchozí spínací telegram lze samostatně v každém kanále svázat až se dvěma logickými vazbami (např. AND, OR, XOR, hradlo). Přitom lze zvolit invertovaný nebo neinvertovaný výstup. To snižuje potřebu přídavných logických členů, jinak nezbytných v systémových instalacích. Na obr. 8 je schématické znázornění činnosti logických vazeb.
Nucená poloha, přednostní poloha, předvolená poloha
Pokud spínací akční členy napomáhají při vytváření různých zabezpečovacích nebo ochranných funkcí, je možné předem zvolit polohu kontaktů pro uvažovanou kritickou situaci. Po zaujmutí nucené nebo přednostní polohy přejde kontakt do obvyklého spínacího režimu teprve po uplynutí příčiny tohoto stavu. Příklady využití těchto funkcí popíšeme v některém z příštích článků.
Scény
Tzv. jednobitové scény jsou spouštěné „jednobitovým“ telegramem obvykle při použití specializovaného logického (scénického) modulu, v němž jsou uložena nastavení pro jednotlivé scény. Spuštění scény potom vyžaduje odeslání celé řady telegramů z tohoto modulu všem zúčastněným akčním členům. To znamená zvýšení zatížení sběrnice hustým telegramovým provozem.
Avšak současné akční členy mají ve svém aplikačním programu možnost zařazení do mnoha jednobytových scén – na základě přijetí jednoho telegramu s číslem scény od 1 do 64 se výstupy všech zúčastněných akčních členů nastaví do poloh určených pro zvolenou scénu.
Podrobnější informace o vytváření scén byly uvedeny v čísle 12/2018 časopisu ElektroPrůmysl.cz.
Mezní hodnoty
Spínaná svítidla mohou být zařazena např. do osvětlovacího systému řízeného na stálou osvětlenost. V takovém případě je potřebné nastavit mezní hodnoty intenzity osvětlení, při nichž se daná svítidla zapínají a vypínají. Parametricky se určí reakce spínacího akčního členu na měřenou hodnotu nižší, než je dolní mezní hodnota, pro naměřenou hodnotu mezi dolní a horní mezní hodnotou a pro překročení horní mezní hodnoty. Po nastavení parametrů se v aplikačním programu daného spínaného kanálu zobrazí odpovídající komunikační objekt, přijímající jednobytové nebo dvoubytové údaje o měřených fyzikálních veličinách.
Měření procházejícího proudu
Některé typy akčních členů jsou vybaveny možností měřit hodnoty procházejícího proudu. Lze tak indikovat změny zatížení a zabezpečit předem stanovený způsob činnosti akčního členu. Snadno lze také zajistit logické vazby zabezpečující blokování souvisejících silových obvodů tak, aby nedošlo k překročení celkového odběru během provozu jiných, přednostních, energeticky náročných spotřebičů.
Je možné i nastavení mezí pro velikost proudu v daném spínaném okruhu. Při zjištění hodnoty proudu mimo tyto meze může být odesláno hlášení o poruše.
Měření protékajícího proudu u žaluziových akčních členů umožňuje zjednodušit parametrizaci činnosti žaluzií – není zapotřebí zjišťovat doby potřebné pro přemístění stínicího prostředku z jedné do druhé krajní polohy. Kromě toho, naměřené časy jsou platné jen za určité okolní teploty a za určitých povětrnostních podmínek. Při dojezdu se zvýší proud motorem, což akční člen vyhodnotí jako dosažení koncové polohy, a proto vypne přívod elektrické energie.
Spínání hlavic ventilů topení nebo chlazení
Kterýkoli z kanálů spínacích akčních členů lze naprogramovat rovněž i pro spínání elektrotepelných ovládacích hlavic ventilů topení nebo chlazení. Těmito možnostmi se nebudeme zabývat podrobně. Ve stručnosti: spínací kontakt může být nastaven pro prosté dvoustavové spínání podle příkazů prostorového termostatu připojeného ke sběrnici KNX. Akční člen může ale být nastaven na spínací režim PWM (pulsní šířková modulace), s proměnnými šířkami zapínacích a vypínacích pulsů, což představuje možnost plynulého řízení úhlu otevření běžného elektrotepelného ventilu. Podrobněji byla tato činnost popsána v č. 11/2017 časopisu ElektroPrůmysl.cz.
