Budova bez řízení, je jako auto bez řidiče. Takovýchto budov „bez řidiče“ je stále valná většina. Otevřené okno, jako regulátor teploty, vzdušné vlhkosti a CO2 v místnosti, je jednak velmi málo účinné a v topné sezoně i nákladné řešení výměny vzduchu.
Jako vedlejší nevýhoda pak zůstává riziko spuštění alarmu či přílišné ochlazení místnosti v případě, že okno zapomeneme zavřít. Pojďme se teď spolu podívat na vzorové příklady správně použité techniky, která vypnout topení, zavřít okno či ztlumit osvětlení určitě nezapomene.
Podívejme se podrobně na tajemstvím opředený pojem „digitální dům“. Většina dodavatelů se snaží udržet své řešení ve sféře jistého tajemna. Je to dobrý marketing, protože systémy se skládají většinou z běžně dostupných komponent automatizační techniky, jako jsou programovatelné automaty (PLC), operátorské dotykové panely, senzory, servopohony atd. Život celému systému dává správné propojení a optimální SW. Jako celek je digitální dům poněkud složitý komplex vstupních čidel, řídících jednotek a akčních členů (zdroj světla, tepla či pohybu). Pokud však rozložíme celé řešení na jednotlivé části jako je topení, alarm či elektroinstalace, nezbude po jakémkoliv tajemství ani památky. Každý průmyslovák umí zapojit vypínač a žárovku. To, že vypínač (akční člen) bude zapojen na vstup PLC a žárovka (spínaná zátěž) na logický výstup, je čistě věc konkrétního provedení. Výhodou tohoto „inteligentního“ způsobu zapojení je, že pokud všechny vypínače elektroinstalace budou zapojeny jako logické vstupy a všechna světla (dle výkonu přes příslušné relé) jako výstupy PLC, můžeme pouhou změnou programu, bez zbíječky a majzlíku, měnit logiku a provázanost celého systému.
Není inteligentní … je to sluha
Jednotlivé podkategorie digitálního domu nejsou nikde definovány. Některé části jsou autonomní nebo zůstávají ve fyzických rukách uživatelů (nakupování, příprava jídla, plnění myčky, mytí vany), a předpokládám, že v budoucnu bude snaha záběr stále rozšiřovat. Vždyť již dnes se odborníci shodují, že digitální domácnost není jen o ušetření nákladů (argument ještě v nedávné minulosti běžný), ale hlavně o komfortu.
Další oblastí je určitě klimatizace a vytápění. Mluvíme-li o bytu či domu, budeme předpokládat jeden zdroj tepla – kotel – a není důležité, zda na plyn, elektriku, biomasu, peletky, uhlí atd. Důležitá je logika regulace. Pokud je regulace součástí kotle a systém nám vyhovuje, potom jej využijeme a naším centrálním systémem kontrolujeme chod kotle jako celku.
Centrálním systémem se rozumný řídící počítač, který může být na bázi PC, PLC či nějaké kombinace. Potřebujete-li řídit osvětlení v garsonce, pak jistě vystačíte s inteligencí programovatelného relé, ale vzrůstající požadavky budou vyžadovat nějaké sofistikované řešení na bázi vyššího PLC. Modulární PLC vám nabídne možnost ušít systém nejen na míru (počet a typ vstupů a výstupů, možnosti komunikace, zálohování atd.), ale hlavně umožní rozšiřování s postupným růstem požadavků.
Panasonic byl iniciátorem a následně zakládajícím členem asociace PLC open, která jako první nastavila pevná pravidla pro principy programování programovatelných automatů. Tím je samozřejmě zaručeno, že vývojové prostředí FP Win Pro je plně kompatibilní se všemi mezinárodními standardy normy IEC 61131-3 (pro windows 2000/XP/Vista/Windows7). Nikdy se nestalo a ani nestane, že by pro nový HW PLC bylo nutno pořídit finančně náročné nové vývojové prostředí. Nové typy PLC se do systému postupně doplňují buď v nových verzích, nebo prostřednictvím upgradu a zpětná kompatibilita se staršími typy je vždy zachována.
Velmi zajímavá a běžně poptávaná vlastnost programovatelných automatů a dotykových operátorských panelů je možnost komunikace více HMI s více PLC. Až 32 programovatelných automatů lze připojit k jedinému operátorskému panelu. Zároveň lze, opačně, připojit až 32 dotykových panelů k jedinému PLC a mít možnost do řízení vstupovat prostřednictvím operátorských panelů rozmístěných i na odlehlých místech dle potřeby.
Další částí ovládacího systému domu budou žaluzie. Ovládání žaluzií bude pravděpodobně v komplexních systémech koordinováno s topením a světelnými režimy, zabezpečovací technika (pohybová čidla, kamery, siréna či komunikace s PCO), závlahové systémy zahrady, zavírání dveří či oken je obdoba ovládání pohonů s použitím koncových spínačů. Dalším benefitem digitálního domu je možnost průběžně sledovat a archivovat interiérovou i venkovní teplotu a vlhkost, spotřebu vody, plynu, elektrické energie a tyto hodnoty mít prostřednictvím internetu k dispozici třeba i na dovolené kdekoliv na světě. Posledním krokem, aby se digitální dům stal bez výhrady naším sluhou, je možnost spravovat všechny jeho funkce vzdáleně. „Sluhu“ jsem použil záměrně. Dnešní inteligentní dům opravdu sluhou je - má přesně definováno co a kdy má dělat. Vždyť si takovéto chování přejeme. Neumím si představit spokojeného uživatele, kterému jeho „inteligentní dům“ večer vypne televizi se strohým sdělením, že přece ráno musí brzo vstávat.
Systém automatizace budov společnosti Panasonic Electric Works (PEW) si bere za cíl poskytovat otevřené řešení postavené na veřejných komunikačních protokolech. Základem řízení jsou průmyslová PLC (Programovatelné automaty), kde pro sběr dat jsou využity protokoly LON (Local Operating Network), BACnet (Building Automation and Control Networks) or M-Bus (Meter -Bus) a dále PLC komunikují po standardních protokolech jako je IEC 60870-5, OPC (OLE for Process Control) nebo Modbus TCP až k centrálnímu systému sběru dat SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).
Díky této otevřenosti systému je velmi jednoduché získávat detailní informace o předpovědi počasí, aktuální ceně elektrické energie či jiných důležitých informací. Příklad z oboru vytápění: Je neděle večer a dům (kanceláře) jsou v režimu temperování.
Za normálních okolností by se začalo topit v 6 hodin ráno, aby v 8 hodin byla v místnostech optimální teplota. Systém však dostává zprávu o nočním prudkém ochlazení a například o plánované odstávce elektriky v ranních hodinách (do budoucna se bude měnit cena elektrické energie i aktuálně během dne).
Na základě získaných informací systém rozhodne „natopit teplo do stěn“ a eliminovat tak zbytečně neekonomické vytápění v ranní špičce.
Měření je základ ekologie
Nedílnou součástí je management energií – a tím nemyslím jen energii elektrickou. Stejně jako u elektriky dochází ke strmému růstu cen také u plynu, stlačeného vzduchu či vody. Každou pro nás důležitou energii můžeme měřit vhodnými měřidly nejen na vstupu, ale optimálně zvolenými čidly mohou být osazeny i jednotlivé dílčí větve. Studie ukazují, že dobře zautomatizované systémy šetří energie, ale již samotný fakt on-line měření s možností tyto hodnoty sledovat, působí z ekonomického hlediska pozitivně na chování lidí v domácnosti.
Prostřednictvím Eco Power Metrů můžeme sledovat nejen spotřebu jednofázových či třífázových spotřebičů, ale zároveň můžeme na jejich pulzní vstupy přivést signál z konkrétního čidla příslušné měřené energie. O tyto naměřené hodnoty se již postará bezpečný přenos dat. Jednotlivé měřící body lze připojit k řídícímu systému přes RS485, prostřednictvím ethernetu nebo bezdrátově. Hodnoty z nepřipojených měřících míst přenášíme prostřednictvím SD karty a společně pak data analyzujeme, aby mohla být zahájena nezbytná opatření pro zvýšení energetické účinnosti. Neustálé sledování a optimalizace jsou základním kamenem pro moderní a efektivní hospodaření s energií.
Vhodně postavená topologie sítě nám do budoucna zajistí nejen on-line sledování průběhů, ale zároveň umožní data měnit či dokonce jednotlivé připojené body programovat. Pokud budu chtít sledovat více objektů je jednou z variant možnost využít GPRS manažera a naprosto autonomně, bez potřeby jakýchkoliv drátů, kontrolovat data ze sledovaných objektů. Veškerá komunikace, pokud je to potřeba, probíhá přes VPN čímž je zajištěna naprostá diskrétnost a zároveň je řízení chráněno před napadením zvenčí.
ON line i OFF line – data se neztratí
Komunikačním srdcem je FP Web Server, který průběžně poskytuje data – sledovat je můžete na svých chytrých telefonech, tabletech či ve SCADA systému běžícím např. na PC v kanceláři. Co se stane, když počítač musíte restartovat nebo se v horším případě odebere do „věčných lovišť“? Naštěstí nic. Každý datový balíček má časové razítko a tak při výpadku cílového systému nedojde k žádné ztrátě. Všechna nedoručená data uchovává Web Sever lokálně a při obnovení spojení data přenese a bezpečně zkontroluje.
V budově řízené automatizační technikou samozřejmě můžete používat klasické vypínače (někde to může být dokonce výhodné), ale jistě je rozumné využít moderních dotykových panelů, které vám nejen dovolí příkaz zadat, ale zároveň vám poskytnou aktuální zpětnou vazbu (teplota, tlak, průtok) a to samozřejmě jako aktuální hodnotu či graf vývoje. Podoba číselného či grafického zobrazení je pouze na kreativitě autora - tedy třeba i vaší. Další výhodou je úspora místa. Při použití klasických vypínačů bude mít každý vypínač vždy pevně definovanou funkci. Tak tomu ovšem není s dotykovým panelem. Tam se můžete např. volbou „Garáž“ dostat do podmenu, které vám umožní v garáži rozsvítit, zatopit, otevřít vrata nebo dokonce bránu na hranici pozemku. O tyto úkony se samozřejmě už postarají vhodně zvolené servopohony, o jejichž přesnosti otevírání se nedá pochybovat (Dvaceti bitové ovládání - 1,04 milionů impulsů na jednu otáčku). Jak si však poradit pokud potřebujete osadit dotykový panel do exterieru? Žádný problém. Zvolíte GT32E určený pro venkovní použití s krytím IP67 a teplotou použití -20°C to +60 °C.
Praxe ukazuje, že přínosem je pouze dobrá automatizace budov s optimální komunikací a zpětnou vazbou jednotlivých systémů. PEW přináší komplexní rodinu automatizační techniky, která díky své kompatibilitě poskytne opravdový komfort do vašeho řízení.
