PLC Foxtrot v centru inteligentních budov

Článek je určen pro ty, kdo mají zkušenosti ze světa průmyslové automatizace a PLC a poohlížejí se po možnosti uplatnit své know-how nejen v měření a regulaci, ale i v automatizaci budov a v inteligentních domech.

Vývoj PLC v Teco Kolín

Programovatelný automat (PLC) vznikl mnohem dříve, než se objevilo první PC. PLC jako kategorie řídicího systému se dočkal celosvětového standardu IEC 61131 a je prověřen letitou praxí v nejrůznějších i nejnáročnějších průmyslových úlohách. Nyní pomalu a jistě proniká i do oboru tzv. inteligentních instalací.

Tecomat Foxtrot výrobce Teco, a. s., stojí dnes na vrcholu vývojové pyramidy programovatelných automatů z Kolína, která je budována nepřetržitě již 37. rok. Jednotlivá patra pyramidy, tj. jednotlivé generace PLC značky Tecomat, jsou mezi sebou provázána díky kompatibilitě komunikačních protokolů i programovacích nástrojů. Lze je mezi sebou kombinovat, plynule přecházet od starších k novějším a dlouhodobě servisně udržovat, jestliže údržbu vůbec potřebují. Díky tomu se stal Tecomat oblíbeným automatizačním prostředkem v rukou profesionálů.

V 90. letech minulého století přibyly k logickému řízení v automatech značky Tecomat silné nástroje pro spojité řízení. Byly integrovány i komunikační porty a rozvinuty síťové funkce umožňující jednotlivé PLC vzájemně propojovat. Po roce 2000 nastoupila nekompromisní integrace Ethernetu přímo do centrálních modulů, z níž logicky vyšly automaty řady Foxtrot, v jejichž centrálním modulu je integrován webový server, programovatelné webové stránky a velkokapacitní paměť velikosti desítek gigabajtů.

Ruku v ruce s tím šel vývoj programovacího nástroje Mosaic. Kromě striktního dodržování normy IEC-61131-3, tj. podpory programování v jazycích ST, ID, LD, FBD a od loňska i jazyka CFC (Continuous Function Chart), patří mezi přednosti prostředí nástroje PIDMaker, PanelMaker, GraphMaker a WEBMaker. Ty usnadňují a urychlují programátorům vývoj jednotlivých aplikačních programů a projektů.

Foxtrot a inteligentní budovy

Od roku 2007, kdy byl PLC Foxtrot uveden na trh, jsou všechny tyto systémové nástroje připraveny i pro tradiční integrátory PLC a programátory i pro použití na čile se rozvíjejícím trhu inteligentních budov. Výrobce totiž tento trend zohlednil v konstrukci systému Foxtrot a přidal do každého základního modulu řídicí jednotku, master, pro dvouvodičovou instalační sběrnici CIB (Common Installation Bus). Pomocí dvou vodičů je zajištěno napájení a komunikace, sběrnici lze libovolně větvit, nepotřebuje žádné ukončování a má dosah přibližně 400 m. Jeden automat Foxtrot může řídit až deset větví CIB. Na jednu větev lze připojit až 32 modulů. Největší modul obsahuje např. až jedenáct vstupů a 21 výstupů. Celkově lze tedy připojovat tisíce vstupů/výstupů. Jednotlivé PLC Foxtrot lze vzájemně propojit sítí a sdílet data mezi nimi tzv. síťovými proměnnými.

V minulém roce byl dále integrován bezdrátový komunikační systém RFox v pásmu 868 MHz. Oba dva systémy, sběrnicový i bezdrátový, jsou pro automat Foxtrot nativní a lze je vzájemně kombinovat. Místo každé externí jednotky CIB master lze zařadit master sítě RFox pro 64 spárovaných bezdrátových modulů. I pro komunikaci RFox bude k dispozici největší modul s jedenácti vstupy a 21 výstupem.

Sběrnice CIB podporuje systémové instalace. Ke sběrnici lze přímo připojit systémové vypínače, senzory a ovladače s displejem v řadě populárních modelů od různých výrobců. Moduly pro přímé připojení ventilátorových konvektorů (fancoil), radiátorové hlavice nebo i dvojice rekuperačních ventilátorů inVENTer napájených přímo ze sběrnice.

V poslední době přibyly pro sběrnici CIB další přístroje, např. modul pro připojení čteček RFID pro přístupové systémy pracující se sběrnicí Wiegand nebo modul pro převod sběrnice CIB na sběrnici DALI pro dvanáct a pro 64 předřadníků DALI. Rozhraní dvou sběrnic DMX512 lze zasunout přímo do centrálního modulu, a tak je možné připojit nejrůznější předřadníky pro RGB reflektory LED a efektová zařízení dodávaná právě s tímto jednosměrným rozhraním DMX. Široké využití má i vestavný interiérový modul s infračervenou komunikací, schopný naučit se povely z libovolného dálkového ovladače a vysílat je podle pokynů centrály do klimatizačních jednotek různých výrobců nebo do audiovizuálního zařízení, jako je televize nebo přehrávač DVD.

Pro inteligentní budovy je v současné době charakteristické ovládání prostřednictvím multimediálních systémů a mobilní propojení pomocí inteligentních mobilů (smartphonů) a tabletů. S použitím ethernetového rozhraní je možná součinnost systému Foxtrot s audio­vizuálními systémy Control4 a Bang&Olufsen určenými pro několik místností najednou  (multiroom). Dále je možný i bezprostřední přístup na vnitřní webové stránky systému Foxtrot z prohlížečů v iPhonu a iPadu. V přístrojích s operačním systémem Android se jako optimální prohlížeč jeví Opera.

Uživateli systému Foxtrot lze vždy nabídnout ovládání vhodné pro jeho mobilní telefon, aby tak měl k přístup např. i k obrázkům z kamery. Obrázek z kamery videodohledu na uživatelské webové stránce je pouze vrchol možností komunikace PLC Foxtrot s přístupovými systémy, zabezpečovacími systémy (EZS) a požárními signalizačními systémy (EPS), které by měly být homologovány; existují pro ně normy vyžadující jejich samostatnou oddělenou instalaci. Díky čtyřem programovatelným sériovým portům a osmi univerzálním programovatelným spojením protokoly TCP/IP a UDP na ethernetové lince může být automat Foxtrot využíván jako komunikační centrála celého domu. Tyto síťové funkce umožňují soustředit veškeré informace na jednom místě, na jediné webové stránky. Uvedené informace lze využít také jinak – např. na základě informací ze systému EZS o tom, že se v určitých prostorách dlouho nepohybují žádné osoby, může Foxtrot zhasnout nebo snížit výkon vytápění.

Bez měření není řízení

Velká pozornost je v současných moderních budovách věnována měření toku energií. V případech, kdy je součástí domu i střešní fotovoltaická elektrárna, již nestačí klasicky čítat pulzy z elektroměru, protože energie může téci oběma směry. Pro tento případ je automat Foxtrot vybaven schopností po sériové lince nebo nově i bezdrátově číst údaje ze čtyřkvadrantových elektroměrů. Nová funkce Tecometer umožňuje číst každou minutu údaje z inteligentních elektroměrů, data přenášet v číselné a grafické podobě je zobrazit na televizní obrazovce spotřebitele. Ten pak vidí okamžitou spotřebu spolu s jejím peněžním vyjádřením a má možnost aktivně zasáhnout a zbytečnou spotřebu snížit. Snímání hodnot z vodoměrů a plynoměrů patří ke standardním funkcím v systémech využívajících systém Foxtrot. Nová knihovna EnergyLib obsahuje i funkci kalorimetru. Předané teplo automat Foxtrot počítá z údajů připojeného průtokoměru a vodoměru a dvou teplot měřených na přívodu teplé vody a na zpátečce.

Grafické webové rozhraní ovládání domu

Příklad webového rozhraní domu v rozlišení pro smartphone si lze prohlédnout na adrese demo.ovladej­svujdum.cz – stačí stisk tlačítka Login bez hesla. Podobnou nebo úplně jinou grafiku lze libovolně vytvářet a hned cvičně simulovat v prostředí Mosaic, které je volně ke stažení na stránkách uvedených v inzerátu pod článkem. Díky volné programovatelnosti lze prostřednictvím řídicí jednotky Foxtrot snadno realizovat komplexní projekty a algo­ritmy, které je možné jinými systémy uvést do provozu jen velmi těžko.

Jaromír Klaban, Teco, a. s.

Obr. 1. Foxtrot je flexibilní a univerzální nástroj pro automatizaci budov

Obr. 2. Ukázka uživatelských webových stránek systému Foxtrot pro ovládání domu (Nizozemí)

Obr. 3. Zobrazení okamžité spotřeby domácnosti na obrazovce TV přijímače

Obr. 4 Foxtrot lze ovládat přímo z tabletu nebo prostřednictvím multimediálního systému