Chyby v KNX instalacích a jejich odstraňování

Typografie
  • Smaller Small Medium Big Bigger
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

Za ideální stav bychom mohli považovat takovou situaci, kdy by ani během montáže, ani při zprovozňování KNX systémové instalace nedošlo k žádné chybě. Ne vždy se to takto podaří.

Ze zkušenosti lze říci, že zkušeným projektantům ani zkušeným elektroinstalatérům – Partnerům KNX s praxí z několika realizovaných projektů – se různé chyby vyhýbají, i když ani jim se někdy ne všechno podaří zcela perfektně.

Nesprávný typ sběrnicového kabelu

V současnosti se již jen v malém procentu případů stává, že namísto správných kabelů YCYM 2x2x0,8, resp. JYSTY 2x2x0,8 (či obdobných stíněných kabelů s dostatečnou izolační schopností pláště kabelu a s průměry vodičů 0,8 mm), zástupce investora oznámí použití některého, zcela nevhodného typu datového kabelu. Pokud se tak stane, zpravidla se jedná o projekt nebo dodávku firmy, která o KNX instalacích prakticky nic neví. Vždyť podle nich se různé datové kabely běžně používají pro jakékoli datové sítě, proto podle nich musí vyhovět i pro KNX sběrnici. Pro nás však z toho vyplývá úplná neznalost problematiky systému KNX a podmínek pro jeho správnou funkci.
Není-li možná výměna již uložených, nesprávně zvolených kabelů, je nutné se rozhodnout, zda vůbec použít KNX instalaci v takto připraveném objektu. Pokud ano, což je však nesystémový přístup, je následně problematické poskytnutí jakékoli záruky na správnost komunikace i na životnost přístrojů. Nelze totiž vyloučit vznik smyček vytvářených při kladení sdělovacích vedení s prostorovým odstupem od vedení silových. V takovýchto smyčkách, např. při atmosférickém výboji, se může indukovat nebezpečné přepětí. Určitým protiopatřením by mohlo být častější použití svodičů přepětí na sběrnici (obr. 1). Nezbytným důsledkem by také byla nutnost zkrácení délek sběrnice v jednotlivých segmentech linií, případně i snížení maximálních počtů přístrojů v každém liniovém segmentu. Znamená to tedy určité navýšení nákladů na instalaci ve srovnání s instalací se správnými sběrnicovými kabely.

chyby knx 1
Poměrně běžnými jsou montážní chyby vzniklé nesprávným propojením jednotlivých úseků sběrnicového kabelu. Ve většině případů se používá pouze pracovní pár sběrnicového kabelu s červeným (+ pól) a černým vodičem (- pól). Rezervní pár (bílá, žlutá) zůstává nevyužit, jen občas se použije pro některou jinou aplikaci s bezpečným malým napětím SELV. Téměř všechny KNX přístroje jsou vybaveny bezšroubovou násuvnou svorkovnicí, určenou také pro rozvětvení sběrnice až do čtyř směrů. Svorkovnice sestává z červené a černé části, jak je vidět na obr. 2, což usnadňuje orientaci při zapojování sběrnice.
Může se však stát, že do svorkovnice budou vodiče zasunuty s opačnou polaritou – červený vodič do černé části a černý vodič do červené části. Nedojde sice k poškození žádného z přístrojů připojeného k nesprávně polarizované sběrnici, avšak takto připojené přístroje nemohou fungovat. Náprava je jednoduchá – po montáži a připojení napájecích zdrojů ke sběrnici zpravidla následuje kontrola. Po stisku programovacího tlačítka přístroje se rozsvítí programovací LED (tlačítko i indikační prvek jsou viditelné v horní části obr. 2), ovšem pouze při správné polaritě napájecího napětí, tedy při správně zapojené sběrnici. Pokud se LED nerozsvítí, existují tři možné důvody, proč k tomuto stavu došlo:

  • sběrnice je přepólovaná,
  • chybí napájecí napětí (např. přerušení vedení sběrnice),
  • přístroj je vadný – velice výjimečný, ale možný případ.

chyby knx 2

Sběrnicové kabely jsou stíněné, což některé montéry svádí k tomu, aby tato stínění připojili k ochrannému obvodu, což není správné. Stínění se neuzemňuje, ani se nepropojují stínění jednotlivých úseků sběrnicového vedení. Stínění na sběrnicovém kabelu plní pouze funkci závitu nakrátko, který omezuje indukování vnějších rušivých vlivů na sběrnici.
Ze zkušeností s datovými sítěmi pramení také další chyba, která se občas vyskytuje v menších KNX instalacích: Na jedno místo určené pro uložení několika ovládacích prvků je paralelně vedeno několik sběrnicových kabelů. Praktické řešení je samozřejmě jednoduché – bude použit pouze jeden z těchto kabelů, ostatní zůstanou nevyužity.
Výjimečnou montážní chybou není ani propojení sběrnicových kabelů dvou různých linií. Při kontrole přítomnosti sběrnicového napájení se sice tato chyba nemusí projevit, ale potíže nastanou při následném nahrávání fyzických adres a aplikačních programů do jednotlivých přístrojů. Při operaci nahrávání nahlásí software ETS chybu a odmítne nahrání adresy s odkazem na nesprávné topologické uspořádání. Je proto důležité číst všechna chybová hlášení, která ETS zobrazuje. Jedině takto bude elektromontér nasměrován správným směrem při hledání závady. Teprve po odstranění závady se obnoví správná funkčnost.
V rozsáhlých objektech se často montují přístroje již předem naprogramované a s popisy obsahujícími alespoň jejich fyzické adresy. Při vysokých počtech sice shodných, avšak fyzickými adresami (a také aplikačními programy) se lišících přístrojů může dojít k namontování některého z přístrojů do jiné linie. Tato chyba se zjistí např. až během prověřování funkčnosti systémové instalace. K nalezení místa nesprávně instalovaného přístroje je potřebné využít diagnostických postupů ETS (práce s fyzickými adresami, informace o přístrojích). Pro předcházení takovýmto chybám je bezpodmínečně nutné perfektní zpracování prováděcí projektové dokumentace, podle níž jsou jednotlivé přístroje viditelně označeny a následně ukládány a montovány na předem určená místa. K tomuto účelu velice dobře poslouží do ETS zakomponovaná softwarová část ETS App „Tisk štítků“.  K jejímu využití je nezbytné zakoupit licenci. Na štítku (obr. 3) se vytiskne nejen fyzická adresa přístroje, ale také prostorová jednotka, v níž se nachází přístroj podle projektu, název přístroje (pokud byl do projektu zapsán) a typ přístroje. Štítek může být navíc opatřen i logem dodavatelské firmy.

chyby knx 3

Nesprávné topologické uspořádání instalace

Základní zásadou při tvorbě topologického uspořádání je uložení těch přístrojů, které vzájemně často komunikují, do společného liniového segmentu, do společné linie. To znamená, že nejčastěji probíhá výměna telegramů mezi ovládacími přístroji (snímači pohybu, tlačítkovými snímači, termostaty apod.) na jedné straně a s nimi spolupracujícími přístroji (akčními členy) na straně druhé. Přitom tyto přístroje jsou zpravidla ve stejné horizontální úrovni (ve společném podlaží). Logicky tedy musí být jednotlivé (podřízené) linie v objektu uspořádány horizontálně. Nadřazené linie (hlavní linie oblastí) mohou mít vertikální uspořádání, jak je naznačeno na obr. 4 pro objekt se dvěma křídly. Pro každé křídlo je vyhrazena jedna topologická oblast. V přízemí je vytvořena páteřní linie propojující obě oblasti.

chyby knx 4
Na první pohled je poznat „práce“ projektanta, který nikdy nezpracovával projekt KNX instalace. Před několika lety se mi do rukou dostal návrh instalace, jehož principiální schéma je na obr. 5. Bude-li např. účastník na sběrnici US 1 odesílat telegram adresovaný účastníkovi US 2, zpráva musí projít liniovou spojkou LS 1 na hlavní linii L 1.0, dále přes liniovou spojku LS 2 na linii L 1.2. To znamená, že telegram, který by při správném topologickém uspořádání procházel pouze po jediné linii, musí procházet celkem třemi liniemi – dochází ke zcela zbytečnému zatěžování dalších dvou linií a následně i k určitému časovému zpoždění při přenosu zpráv přes dvě liniové spojky.
Jiný příklad nesprávného topologického uspořádání. V jednom provozním objektu bylo zapotřebí použité přístroje KNX rozmístit do tří linií. Při správném pojetí projektant vytvoří jednu oblast, v níž jsou tyto tři linie umístěny. I když se nejedná o příliš velký dodatečný zásah, do již zpracovaného projektu, přesto jsem byl systémovým integrátorem informován o zcela nesprávném, lépe řečeno žádném topologickém uspořádání. Projektantka si vytvořila linie 3.7, 4.6 a 7.11, tedy linie ze tří oblastí, bez hlavních linií a samozřejmě i bez propojení oblastí páteřní linií. Oprava projektu si vyžadovala jednoduše přepsat čísla linií např. na 3.0, 3.1 a 3.2. Ovšem v případě, že přístroje by již měly předem nahrané fyzické adresy, znamenalo by to relativně značné prodloužení doby potřebné pro zprovoznění instalace nutností přehrávat každou z fyzických adres.
Během realizace KNX systémové instalace, vlivem dodatečných požadavků investora na vytvoření dalších funkcí, je nutné rozšířit přístrojové osazení, přičemž ovšem nedochází k překročení přípustných délek sběrnice. Pokud projektant nepočítal s touto eventualitou již během projektování a neponechal dostatečnou rezervu v počtu přístrojů, mohlo by dojít k použití i více než 64 přístrojů v liniovém segmentu. To je ovšem nepřípustný stav – je vysoká pravděpodobnost, že během běžného provozu bude docházet ke komunikačním problémům. Kromě toho může dojít k přetížení zabudovaného napájecího zdroje pro napájení sběrnice. Tuto druhou možnost poznáme prakticky ihned – elektronická nadproudová ochrana zdroj odpojí a daná část sběrnicového vedení zůstává bez napájení. Komunikační problémy se však mohou vyskytovat pouze náhodně, dokonce ani nemusí být zřejmými během předávání instalace uživateli. Proto je vhodné nedopustit montáž vyšších počtů přístrojů a při projektování nepočítat s více než 50 přístroji v liniovém segmentu. Pokud je linie plánována jen jako jeden segment, při zvýšení počtů přístrojů je možné její rozdělení na dva nebo až čtyři segmenty vložením liniových opakovačů a doplněním o potřebné napájecí zdroje, jak je naznačeno na obr. 6.

chyby knx 5

Chyby projevující se během zprovozňování KNX instalace

Během oživování KNX systémové instalace, vzápětí po nahrání aplikačních programů, je docela běžným úkazem, že některé funkce nepracují přesně podle představ uživatele. Řešení je principiálně sice jednoduché, avšak vyžadující si určitý čas. Je totiž potřebné např. změnit nastavení některých parametrů, někdy i zavést předtím neuvažované logické vazby.

Některé závady KNX instalace, vyskytující se během jejího řádného provozu

Relativně často může docházet k různým závadám v silové části KNX systémové instalace, přičemž dané poruchy vůbec nemusí být způsobeny vadou KNX přístrojů. Jenže uživatel má ve svém objektu použitou jemu ne příliš srozumitelnou programovatelnou instalaci a proto usoudí, že závada je přímou chybou KNX systému. Proto ihned volá systémového integrátora, který mu zajišťuje pravidelný servis. Přitom mnohdy neumí zcela správně popsat projevy závady. Anebo poruchový stav ve skutečnosti není vůbec žádnou chybou, ale dokonce zcela správnou činností systémové instalace.
V průběhu předávání hotové systémové instalace je běžné, že systémový integrátor nejen ústně, ale také písemně (ať již v tištěné formě nebo na vhodném elektronickém nosiči) předá veškeré informace o způsobech činnosti a ovládání instalace. Ovšem při „nesprávné činnosti“ KNX instalace nehledá uživatel v podkladech, co by mohlo být příčinou, ale zajišťuje servisního technika. Takovýto konkrétní skutečný případ z nedávné minulosti: Ve starší provozní budově byla v rámci rekonstrukce zhotovena a řádně předána KNX instalace. Na začátku topné sezóny uživatel vzrušeně vyžadoval okamžitou nápravu, protože „nic nefunguje, všechno je špatně“. Je samozřejmé, že systémový integrátor se ihned dostavil. Po vstupu do objektu zjistil, že osvětlení funguje zcela správně. Avšak poté, co vstoupil do provozních místností a uviděl otevřená okna (osazenstvo bylo zvyklé mít pootevřená okna a současně místnosti vytápět), bylo vše zcela zřejmé. Rozepnuté okenní kontakty blokovaly vytápění. Následovalo proto opakované poučení: Větrat ano, ale pouze intenzivně a krátce. Protože blokování topení při otevření oken zajišťuje, aby nedocházelo k nadměrně vysoké spotřebě energie.

chyby knx 6
Jiný případ z menší galerie, v níž KNX systémová instalace je použita pro ovládání světelných scén. Hlášení o závadě: Ve všech místnostech fungují pouze zářivková svítidla pro základní osvětlení, zatímco všechna spínaná a stmívaná halogenová svítidla nefungují. Po vyžádaném příjezdu bylo zjištěno, že k tomuto stavu došlo po silné bouřce. Následná kontrola provozu na sběrnici ukázala, že veškeré KNX přístroje fungují perfektně (jelikož mimo jiné, byly správně použity potřebné svodiče přepětí). Proto byl zkontrolován stav několika svítidel – použité nekvalitní halogenové světelné zdroje byly vadné. Při správném postupu, měl pracovní stav nejdříve prověřit kterýkoli elektromontér, takže v tomto případě vůbec nemuselo dojít ke zbytečnému výjezdu KNX technika.
Je skutečností, že v ojedinělých případech mohou atmosférická přepětí způsobit výpadek činnosti některého z KNX přístrojů. To však neznamená, že již muselo dojít k jeho nevratnému poškození. Prvním krokem při odstraňování této závady je restart dotyčného přístroje nebo příslušné linie (krátkodobé odpojení od sběrnicového napájení), což ve většině případů postačí k nápravě. Nepomůže-li restart, je možné, že přepětí částečně poškodilo uložený záznam aplikačního programu v paměti přístroje, proto může pomoci jeho nové nahrání. S ohledem na velmi vysokou dobu života KNX přístrojů je totiž málo pravděpodobné, že dojde ke skutečné destrukci některého z nich. Ovšem za předpokladu, že instalace byla zhotovena v souladu s pravidly zajišťujícími maximální ochranu před účinky přepětí. Tedy nejen používání svodičů přepětí, ale také minimalizaci smyček.
Zde opět příklad z jedné starší KNX instalace. Dodavatel se dotázal, jak je možné, že po pouhých pěti letech provozu došlo k poruše činnosti jednoho z akčních členů. První otázkou KNX specialisty bylo, jak je to s ochranou proti přepětí v daném projektu. Jelikož při dodávce byla minimalizována její cena, svodiče nebyly použity. Proto také mohlo dojít k tak brzkému ukončení činnosti některého z přístrojů. Důsledkem této závady byla nejen výměna vadného přístroje, ale i doplnění chybějících svodičů přepětí.
Každá KNX systémová instalace je originálem, který se v jiných stavbách obvykle již neopakuje. Proto také nelze stanovit jednoznačný, konkrétní postup při hledání provozních závad. Jeden postup je však společný. Pokud je instalace vybavena možností vzdálené komunikace (prostřednictvím internetu) umožňující přístup pro kontrolu a nahrávání, může snadno, rychle a levně proběhnout diagnostika instalace. Teprve při nutnosti hardwarového zásahu nezbývá nic než dohodnout osobní zásah zástupce smluvní servisní firmy. Samozřejmě za předpokladu, že tato firma má k dispozici projekt dané instalace pro software ETS.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl duben 2020

ElektroPrůmysl.cz, květen 2020

Číslo je zaměřené na kabely, vodiče, kabelové žlaby, rošty, lávky a žebříky, svorky a konektory.

Najdete nás na Facebooku

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.

Zajímavé odkazy

Rittal - váš silný partner pro výrobu rozváděčů Rittal - The System. Faster – better – everywhere. Celek je vždy více než jen pouhý součet jednotlivých částí.
VOLTWORLD.cz - Svět měřicí techniky! Internetový obchod s kvalitní měřicí technikou osvědčených světových značek. Akční ceny, výhodné sady, půjčovna, servis, kalibrace, školení a semináře.
Nová barva, snadná identifikace! NKT představila barevnou identifikaci instalačních kabelů NKT instal PLUS CYKY-J a CYKYLo-J 3 x 1,5 mm2 modrým pruhem a 3 x 2,5 mm2 zeleným pruhem.
TERMOKAMERY.cz – novinky a akční ceny! Vyberte si termokameru přesně dle Vašeho požadavku. Technické poradenství, profesionální přístup, prodej, odborná školení, servis a kalibrace. Vyžádejte si předvedení termokamer zdarma přímo ve vaší firmě!
Bezplatný odběr časopisu
Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.