V elektrických instalacích je nejčastější funkcí spínání. V KNX systémových instalacích tyto úkoly zajišťují spínací akční členy. Nejsou to pouhá elektronicky řízená relé, jak by mohlo být zřejmé na první pohled.
Spínací akční členy, jakožto výkonové spínací elementy, nejčastěji na svém výstupu obsahují relé s kontakty, dimenzovanými obvykle na výrazně vyšší proudy, než je výrobcem udávaný jmenovitý proud konkrétního přístroje. Ovšem na trhu nechybí ani plně elektronické spínací akční členy, obsahující na výstupu výkonové polovodiče (např. pro řízení hlavic ventilů topení, ale také pro regulaci zátěže).
Funkce spínání zajišťují činnost nejen osvětlení, ale také vytápění, chlazení, klimatizace, ventilace, stínění, ovládání oken, vrat, bran, dveří, provoz různých elektrických spotřebičů atd.
Na rozdíl od klasické instalace je spínací element rozdělen na dvě části. První z nich je ovládací část (tlačítkový ovladač, virtuální tlačítko na tabletu apod.), druhou částí je akční člen. Obě části vzájemně komunikují po sběrnici, jak je zřejmé z principiálního schématu na obr. 1.
Stiskem tlačítka (dotykem virtuálního tlačítka) znamenajícím požadavek na zapnutí, je vyvoláno odeslání telegramu na sběrnici (ať již KNX nebo IP). Akční člen, kterému je telegram adresován, následně vykoná příkaz, tedy relé na jeho výstupu sepne.
Každý spínací akční člen musí být zvolen v souladu s předpisovými normami. Jeho jmenovitý proud musí být roven nebo může být vyšší, než je jmenovitý proud jističe v daném obvodu. V případě, že je vybaven vlastní (např. elektronickou) nadproudovou ochranou, což bývá u plně elektronických přístrojů, může být použit přístroj s nižším jmenovitým proudem. Při zatěžování by v žádném případě neměl být překročen výrobcem stanovený jmenovitý proud. Někteří výrobci doporučují pro svoje výrobky – mnohonásobné spínací akční členy – určitá omezení zatížení v některých spínacích kanálech. Před volbou konkrétního přístroje je proto potřebné důkladně prostudovat jeho technické údaje a porovnat je s požadovanými hodnotami v konkrétní instalaci. Jeden příklad z praxe: Čtyřnásobný spínací akční člen 16 A pro venkovní použití (v krytí IP 56) bylo možné zatěžovat proudem až 16 A pouze ve třech libovolných kanálech, ve čtvrtém kanále bylo nutné snížit přípustný zatěžovací proud na 6 A.
Spínací akční členy (a také jejich speciální varianty, jakými jsou stmívací akční členy, žaluziové akční členy, akční členy pro ovládání konvektorů apod.) jsou obvykle koncipovány pro montáž na nosné lišty do rozvaděčů (příklad na obr. 2). V instalacích se však vyskytují požadavky i na jejich jiné umístění. Proto jsou mnohými výrobci nabízeny i pro montáž do elektroinstalačních krabic (příklad na obr. 3), pro montáž do svítidel nebo do stropních podhledů (příklad na obr. 4) anebo v krytech pro nástěnnou montáž (příklad na obr.5).
Partneři KNX – systémoví integrátoři – se relativně často setkávají s požadavky na spínání některých zásuvek. Přitom mnohdy ještě není přesně definováno, které ze zásuvek ve společně jištěném obvodu by měly být spínány.
Situaci lze řešit různými cestami. V každém případě je důležité, aby zásuvky byly ukládány do elektroinstalačních krabic o vestavné hloubce nejméně 45 mm. Je to důležité, neboť během přípravy projektu a v době jeho realizace ještě nemusí být zřejmé, které zásuvky budou spínány, které budou vybaveny svodiči přepětí. Do prostoru pod zásuvku je možné umístit také binární vstupy pro připojení okenních kontaktů, případně jiné přístroje. Zásuvkovými krabicemi může procházet kabel sběrnice KNX (obr. 6), přičemž na kabelu v každé krabici bude smyčka dovolující pozdější přerušení a následné připojení KNX přístroje. Dodatečně je pak možné pod zásuvku uložit spínací akční člen, např. podle obr. 3. Fázový vodič poté bude přepojen tak, aby přívod procházel přes silový kontakt akčního členu (obr. 7).
Další možností je spínání zásuvek vícenásobným spínacím akčním členem uloženým v rozvaděči. Mohlo by to představovat silové vedení samostatně ukládané pro každou ze zásuvek. Elegantnější řešení nabízí využití pětižilového, případně vícežilového silového kabelu vedeného z rozvaděče ke společně jištěným zásuvkám. Po určení, které zásuvky mají být spínány, budou použity do té doby nepřipojené fázové vodiče. Pro tento účel musí být rezervovány spínací kanály akčního členu.
Velmi často bývá potřebné provázat spínání s různými doplňujícími požadavky, nepostačí prosté zapínání a vypínání. Aplikační programy spínacích akčních členů jsou proto vybavovány stále rozmanitějšími možnostmi, umožňujícími využít vazby spínací funkce i na ty nejnáročnější podmínky. Mnohé z požadavků lze vyřešit využitím logických funkcí, které jsou součástmi těchto programů.
U starších přístrojů byla pro každý spínací kanál k dispozici pouze jedna logická operace (volitelně OR nebo AND), nyní jsou běžné až dvě logické vazby (s možným uspořádáním podle schématu na obr. 8). Pro každý kanál (lze volit např. AND, OR nebo XOR, navíc s možností negace výsledku). To znamená, že činnost spínacího kanálu může záviset na stavech celkem až tří vstupních údajů. Pro jednodušší vazby tedy není zapotřebí používat logická propojení ve specializovaných logických modulech, jejichž kapacita může být využita pro náročnější logické operace.
Jinou logickou vazbou, kterou umožňují aplikační programy spínacích akčních členů, jsou vazby na mezní hodnoty (např. intenzity venkovního osvětlení, teploty, rychlosti větru a dalších, libovolných fyzikálních veličin). Stanovuje se horní a dolní mez hodnoty dané veličiny. Následně se určí, v jakém provozním stavu má být výstup kanálu pro hodnoty pod dolní mezí, resp. nad horní mezí. Definuje se pásmo hystereze, aby bylo zabráněno rozkmitání v okolí nastavené hodnoty.
Každý spínací kanál je možné parametricky nastavit i pro časové funkce. Může se jednat o časově zpožděné zapínání či vypínání (nezávisle na sobě se nastavují časová zpoždění pro zapnutí i pro vypnutí). Může být nastavena také funkce kmitacího relé. Anebo bude nastavena činnost časově zpožděného samočinného vypnutí (funkce tzv. schodišťového automatu). Využívá se např. pro řízení provozu ventilátorů na hygienických zařízeních nebo osvětlení na chodbách a schodištích. Jeden z parametrů nabízí možnost nastavení varování v určité době před ukončením spínacího cyklu formou krátkého vypnutí (v případě stmívacích akčních členů krátkodobé ztlumení) osvětlení na chodbě či na schodišti. Pohybující se osoba v ovládaném prostoru je takto upozorněna na blížící se vypnutí osvětlení, takže v klidu může stiskem nejbližšího tlačítkového ovladače obnovit spínací cyklus. Je také možné časové zpoždění několikanásobně prodloužit opakovanými stisky ovladače. Přídavnou funkcí je uživatelská změna velikosti časového zpoždění z vizualizace prostřednictvím dvoubitového komunikačního objektu.
Program schodišťového automatu bývá vybaven prioritním komunikačním objektem „Trvale ZAP“. V objektech, pro něž platí povinnost vybavení požárním osvětlením, při využití programu schodišťového automatu, přičemž v těchto budovách může být použita vždy jen jedna společná osvětlovací soustava. Nejsou tedy potřebné osvětlovací soustavy dvě (jedna pro běžný provoz, druhá pro trvale zapnuté osvětlení v případě požárního poplachu). Sepnutím kontaktu požární signalizace bude aktivován komunikační objekt „Trvale ZAP“. To znamená, že všechna (nebo všechna předem určená) svítidla na chodbách a schodištích budou zablokována v zapnutém stavu, a to po celou dobu trvání mimořádné situace. Principiální schéma zapojení je na obr. 9.
Předem nastavené hodnoty jsou další dílčí funkcionalitou akčních členů. Znamená to, že pro předem vymezené situace jsou určeny provozní stavy dohodnuté pro dané situace. Tato funkcionalita je využitelná např. pro spouštění scén jednobitovými telegramy.
V objektech záchranných sborů jsou kladeny zajímavé požadavky na osvětlení. Jeden osvětlovací systém slouží pro běžné osvětlení. Druhý osvětlovací systém zabezpečuje osvětlení všech místností v době od vyhlášení výjezdu až do odjezdu záchranářů. Velmi snadno lze tyto objekty výrazně úsporněji vybavovat pouze jedinou, společnou osvětlovací soustavou využitím KNX systémové instalace – principiální schéma je na obr. 10. K tomu postačí využití akčních členů s dílčím programem pro předem nastavené hodnoty s parametrizací podle obr. 11.
Jakmile dispečer stiskem tlačítka vyhlásí poplach s následným výjezdem, svítidla ve všech místnostech budou zapnuta. Po výjezdu vozidel dispečer zruší platnost mimořádné situace, takže osvětlení bude uvedeno do původního provozního stavu. V případě doplnění o snímače pohybu či přítomnosti bude následně zcela vypnuto osvětlení v těch místnostech, které byly po výjezdu opuštěny – v nich nedává smysl uvádět osvětlení do původního provozního stavu, a tedy plýtvat energií na osvětlování. Shodného výsledku v činnosti osvětlení lze dosáhnout také využitím základních logických funkcí integrovaných do aplikačních programů akčních členů.
Přestože toto řešení bylo záchranným sborům předloženo k použití před cca deseti lety, i nadále jsou budovány nové či rekonstruované objekty se dvěma osvětlovacími soustavami a zbytečně tak dochází k plýtvání finančními prostředky.
V různých objektech se využívají různé kombinace provozních stavů funkcí potřebných pro různé příležitosti. Jedná se o tzv. scénický provoz.
Např. v zasedací místnosti bude odlišné nastavení osvětlení, žaluzií, režimu vytápění a dalších funkcí během jednání, při prezentaci, při úklidu, v době mimo provoz atd. Nejjednodušším způsobem změny nastavení několika funkcí je prosté spuštění určité scény. V aplikačních programech akčních členů je v případě potřeby možné aktivovat účast ve scénách, které jsou spouštěny jednobitovými telegramy obsahujícími čísla scén. Jedním telegramem lze spustit libovolně rozsáhlou scénu, s libovolným počtem účastníků.
V programu akčních členů jsou uloženy provozní stavy, stanovené pro dané scény, jak je znázorněno v parametrickém nastavení pro jeden kanál akčního členu na obr. 12. Čísla scén lze volit v rozsahu od 1 do 64.
Činnost každého z kanálů lze také svázat se stavem až několika prioritních objektů. Takto může být spojeno sepnutí kontaktu relé v některém z kanálů ve vazbě na některý údaj týkající se zabezpečení objektu. Anebo vyhřívání venkovního chodníku bude zapnuto, pokud prší a současně mrzne. Tento příklad lze samozřejmě řešit i jednoduchou logickou funkcí AND.
Řada akčních členů je vybavena také měřením proudu, protékajícím každým z kanálů. Měřené hodnoty proudu je snadné využívat např. pro blokování spotřebičů s velkým příkonem tak, aby nedocházelo k vyšším odběrům. Tím se zabrání přetížení v instalaci.
U žaluziových akčních členů se měření proudu využívá k automatickému nastavení doby chodu z jedné krajní polohy do druhé. Při dojezdu do krajní polohy se zvyšuje proud. Toto zvýšení akční člen vyhodnotí jako nutnost vypnutí.
Z naznačených možností vyplývá, že akční člen je schopen svým aplikačním programem obsáhnout širokou škálu podmínek pro svou činnost. Přitom v klasické instalaci by obdobné funkce mnohdy nebylo vůbec možné realizovat anebo jejich činnost by si vyžadovala i složité zapojení několika přístrojů.
