Odemkněte si cestu k datům bez kabelu

Jistě jste už někdy slyšeli pojem inteligentní elektroinstalace, nebo dokonce inteligentní či digitální dům. Jsou různé pohledy na tento prosazovaný směr. Jedno však mají všechny inteligentní domy, byty, budovy, továrny, kancelářské komplexy apod. společné – řídicí systém. Všechny systémy, ať naprosto uzavřené, komunikující po vlastním protokolu, tak i otevřené s možností kombinovat vzájemně kompatibilní prvky od různých výrobců, mají přesný logický program, podle nějž jsou zpracovávány vstupních informace.

Podívejme se podrobně na tajemstvím opředený pojem digitální dům. Většina dodavatelů se snaží udržet své „řešení“ ve sféře jistého tajemna. Je to dobrý marketingový tah – lidé neradi utrácejí za systémy, které si mohou vytvořit sami. Celkově je inteligentní dům složitý komplex vstupních čidel, řídicích jednotek a výstupních akčních členů (zdroje světla, tepla či pohybu), ale jako příklad vezměme např. ovládání osvětlení. Tady už po tajemství není ani památky. Každý průmyslovák umí zapojit vypínač a žárovku. To, že vypínač bude zapojen na vstup PLC (programovatelného automatu) a žárovka na jeho výstup, je čistě věc provedení. Výhodou tohoto „inteligentního“ způsobu zapojení je to, že budou-li všechny vypínače elektroinstalace zapojeny jako logické vstupy a všechna svítidla (podle výkonu přes příslušné relé) jako výstupy PLC, je možné pouhou změnou programu (bez sbíječky a majzlíku) měnit logický program celého systému osvětlení a řídit režimy jako stmívání, blikání či vypnutí se zpožděním. Konkrétní zapojení bude samozřejmě úměrné složitosti bytu či domu.

Není inteligentní – je to sluha

Jednotlivé podkategorie funkcí inteligentního domu nejsou nikde definovány. Některé části fungování domácnosti jsou autonomní nebo zůstávají na uživatelích (nakupování, příprava jídla, plnění myčky, mytí vany), ale pravděpodobně v budoucnu bude snaha množství funkcí zapojených do řídicího systému stále rozšiřovat. Odborníci se shodují, že přínosem inteligentního domu není jen snížení nákladů, ale hlavně zlepšení pohodlí.

Důležitou součástí inteligentní domácnosti či budovy je klimatizace a vytápění. Předpokládejme jeden zdroj tepla, a není důležité, zda je to kotel na plyn, elektřinu, biomasu nebo uhlí. Důležitá je logika jeho ovládání. Jestliže je automatická regulace součástí kotle a uživateli vyhovuje, lze ji pouze propojit s centrálním řídicím systémem a z něj kon­trolovat chod kotle jako celku.

Další součásti jsou ovládání žaluzií, zpravidla koordinované s topením a světelnými režimy, zabezpečovací technika (pohybové spínače, kamery, siréna či komunikace s pultem centrální ochrany) nebo závlahové systémy zahrady. Zavírání dveří či oken jsou obdobou ovládání pohonů s použitím koncových spínačů.

Dalším přínosem inteligentního domu je možnost průběžně sledovat vnitřní i venkovní teplotu a vlhkost, spotřebu vody, plynu a elektřiny, tyto hodnoty archivovat a mít je prostřednictvím internetu k dispozici např. i na dovolené kdekoliv na světě. Posledním krokem k tomu, aby se inteligentní dům bez výhrady stal sluhou jeho obyvatel, je možnost spravovat všechny jeho funkce na dálku. Slovo „sluha“ je použito záměrně. Inteligentní dům opravdu sluhou je – má přesně stanoveno, co a kdy má dělat, a to s inteligencí nemá moc společného. Uživatel si takovéto chování přeje. Vždyť si nelze 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) je otevřený, postavený na veřejných komunikačních protokolech. Základem řízení jsou průmyslové PLC. Pro sběr dat jsou využity protokoly LON (Local Operating Network), BACnet (Building Automation and Control Networks) nebo M-Bus (Meter-Bus). PLC komunikují také prostřednictvím standardních protokolů, jako jsou protokoly pro dálkové ovládání a systémy SCADA podle IEC 60870-5, OPC (OLE for Process Control) nebo Modbus/TCP.

Ekologicky na všechny druhy energie

Nedílnou součástí inteligentního domu je řízení spotřeby energie – elektřiny, plynu nebo tepla. Stejně jako u elektřiny, rostou také ceny plynu, stlačeného vzduchu či vody. V každém rozvodu energetických médií lze měřit nejen spotřebu na vstupu, ale snímači mohou být osazeny i jednotlivé dílčí větve. Prostřednictvím zařízení Eco Power Meter (obr. 1) lze nejen sledovat spotřebu jednofázových či třífázových spotřebičů, ale zároveň na jejich pulzní vstupy přivést signál z konkrétního snímače. Naměřené hodnoty jsou zabezpečenou cestou přenášeny do centrálního systému. Jednotlivé měřicí body lze připojit k řídicímu systému prostřednictvím RS-485, Ethernetu nebo bezdrátově. Hodnoty z nepřipojených měřicích míst je možné přenášet prostřednictvím karty SD a potom data společně podrobit zpětné analýze, aby mohla být zahájena správná opatření pro zvýšení energetické účinnosti. Neustálé sledování a optimalizace jsou základem moderního a efektivního hospodaření s energií.

Vhodně postavená topologie sítě do budoucna zajistí nejen sledování průběhu spotřeby on-line, ale zároveň umožní spotřebu regulovat, či dokonce jednotlivé připojené body programovat. Potřebuje-li uživatel sledovat několik objektů současně, je jednou z variant možnost využít GPRS (obr. 2). Veškerá komunikace, je-li to třeba, probíhá prostřednictvím VPN, čímž je zajištěna naprostá diskrétnost a zároveň je řízení chráněno před napadením zvenčí.

On-line i off-line – data se neztratí

Jádrem komunikačního systému je FP Web Server (obr. 3), který průběžně poskytuje data, jež potom uživatel může sledovat na svém chytrém telefonu, tabletu či je předávat do systému SCADA, běžícího např. na PC v kanceláři správy budov. Co se stane, když je nutné počítač restartovat nebo když přestane pracovat? Naštěstí nic. Každý datový balíček má časové razítko, a tak při výpadku cílového systému nevznikne žádná ztráta. Všechna nedoručená data uchovává webový server lokálně a při obnovení spojení data přenese a zkontroluje.

V budově řízené automatizační technikou lze používat klasické vypínače (někde to může být dokonce výhodné), ale jistě je rozumné využít moderní dotykové panely, které uživateli nejen dovolí příkaz zadat, ale zároveň mu poskytnou jako zpětnou vazbu aktuální hodnotu regulované veličiny – teploty, tlaku, průtoku – nebo její časový průběh. Podoba číselného či grafického zobrazení je pouze na kreativitě autora. Další výhodou ovládacích panelů je úspora místa. Při použití klasických vypínačů bude mít každý vypínač vždy pevně stanovenou funkci. Z dotykového ovládacího panelu může uživatel prostřednictvím volby submenu ovládat požadovanou část budovy, např. ze submenu garáž může v garáži rozsvítit, zatopit, otevřít vrata nebo bránu na hranici pozemku. Existují i dotykové panely do exteriéru: panel GT32E je určen pro venkovní použití, má krytí IP67 a rozsah pracovních teplot –20 až +60 °C (obr. 4).

FP Web Designer je systém určený pro navrhování grafiky zobrazované ovládacími panely. Ovládání je intuitivní, k vypracování návrhu nejsou třeba znalosti programování. Uživatel si zvolí komponenty z tematických knihoven, nastaví jejich parametry, a tak může připravit webové prostředí, díky němuž bude moci budovu přehledně sledovat kdekoliv na světě.

(Panasonic Electric Works Czech s. r. o.)

Obr. 1. Eco Power Meter KW1M s možností měřit jednofázovou i třífázovou zátěž

Obr. 2. Komunikace prostřednictvím GPRS s využitím systému GPRS Manager od firmy Panasonic

Obr. 3. Komunikační modul FP Web Server umožňuje efektivní zpracování dat

Obr. 4. Šestipalcový dotykový panel pro venkovní použití GT32-E