Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Pojďme na návštěvu

Automa 2/2000

Ing. Josef Goldmann

Pojďme na návštěvu

Úvod
Na elektronické ovládání žaluzií, automatické rozsvěcení při vstupu do místnosti, otevření dveří po identifikaci vstupující osoby, regulaci topení a klimatizaci, na ledničku, sporák, pračku a mikrovlnou troubu s mnoha funkcemi, na to všechno jsme si již zvykli. Je toto všechno dohromady inteligentní budova?

Osobně považuji za inteligentní teprve to, co mezi sebou dokáže efektivně komunikovat, tedy sdílet informace. Proč mít doma tolik příslušných přístrojů, kolika zařízeními jsou využívány? Například venkovní teploměr stačí pouze jeden. Může přece sloužit jednak osobám v domě a jednak při topení i klimatizaci. Základem inteligentní budovy je tedy komunikace, která by měla být mezinárodním a dostatečně podporovaným standardem. Bude-li mnou vybranou platformu podporovat více firem, bude větší nabídka, lepší konkurence a to nejdůležitější pro mne – nižší cena.

Obr. 1.

Komunikace nestačí
Rovněž budu vyžadovat, abych kdykoliv v budoucnosti mohl svoji budovu obohatit o nové prvky či celé subsystémy a aby to neznamenalo zásahy do kabelových rozvodů či zásadní změny v dosud fungujících částech. Chci tedy interoperabilitu systému.

Každý s každým
Celý dům musí být funkčně naprosto nezávislý na nepřetržitém běhu nějakého centrálního počítače. Každý subsystém musí dokázat pracovat samostatně a využívat informace ostatních celků.

Technologie LONWORKS®?
Jednou z technologií, která se u nás začíná stále více prosazovat do praxe a jejíž komunikační protokol byl standardizován u American National Standards Institute (ANSI) jako ANSI/EIA 709.3-1999 – standard pro výměnu informací mezi každodenně využívanými zařízeními jako osvětlení, topení, klimatizace, zabezpečení objektu atd. – a která splňuje zmíněné požadavky, je technologie LONWORKS®.

Pojďme na návštěvu
Nyní vás zvu na návštěvu jednoho domu v České republice, který začne fungovat v polovině tohoto roku. Na jeho domácí automatizovaný systém je připojeno topení a chlazení obytných prostor, vyhřívání bazénu, ohřev teplé užitkové vody, zabezpečovací ústředna, elektronicky ovládané ozvučení, žaluzie, sluneční systém a modul GSM. Všechny subsystémy jsou buď kompletně postaveny na technologii LONWORKS®, nebo využívají této technologie pro komunikaci s okolím. Všechny prvky technologie LONWORKS® jsou české produkce.

Vstupte
Stojíme-li před domem, žaluzie jsou staženy, dům je zabezpečen, a přicházíme-li naprosto nečekaně, je i otop domu v úsporném režimu, což zajišťuje minimální energetickou náročnost.

Před vstupem je třeba se identifikovat otiskem prstu. Je-li to ten správný, jsme vpuštěni. Náš vstup ihned vyvolá celou řadu reakcí. Odblokuje se zabezpečovací ústředna, která informace o svém stavu odešle do sítě LONWORKS®. Odtud tuto informaci přijmou všichni, pro něž je důležitá. Systém otopu a chlazení uzná, že je třeba přejít do komfortního režimu. Žaluzie se vrátí do polohy, ve které byly před opuštěním domu. Modul GSM podle svého nastavení odešle majiteli domu zprávu SMS, že byla právě regulérně odblokována zabezpečovací ústředna. Odblokují se jističe osvětlení, celým domem se rozezní tichá hudba z vestavěných reproduktorů.

Příliš mnoho termostatů?
Chceme-li dosáhnout tepelné pohody a energetických úspor v celém objektu, je zapotřebí mít možnost regulovat teplotu ve všech samostatných částech domu. Proto na každém kroku nacházíme termostaty. Termostat (obr. 1) má v sobě časovou tabulku – scheduler, do které si pán domu uložil časový průběh požadované teploty, tedy limity topení a chlazení pro různé dny v týdnu či pro výjimečné dny v roce (pozn. red.: samozřejmě to může udělat i paní domu). Teplota mezi těmito body (obr. 2) je pro člověka přijatelná a lze ji krýt z ekonomických zdrojů – např. slunečního ohřevu. Rovněž lze definovat, jak se má požadovaná teplota lišit v případech, že v domě nikdo není. Tím si majitel namodeloval požadované teploty v jednotlivých částech domu a do značné míry i definoval, jak moc bude dům hospodárný či nikoliv. Termostat již jen porovnává požadovanou teplotu v daný okamžik (aktuální čas mu poskytuje zcela jiný prvek domu) a své požadavky zasílá kotli. Sám ovládá až dvě termohlavice a jednu klimatizační jednotku přes solid-state relé, čímž reguluje jemu svěřený prostor.

Že si pán přeje konstantní teplotu po celých 24 hodin? Stačí ji navolit kolečkem na termostatu a tím scheduler přestane fungovat. Stačí kolečkem otočit zpět a časový modeling se opět zapne.

Každý termostat má v sobě rovněž uložen přibližný čas, za který je schopen svůj prostor připravit podle požadavků obyvatel. Stačí, když mu někdo sdělí, za jak dlouho se mají obyvatelé vrátit domů. A tuto informaci mu poskytne další prvek sítě LONWORKS® - globální scheduler. Jde o velmi důležitou informaci, neboť např. v bazénu nemá smysl snižovat teplotu vody, mají-li se obyvatelé vrátit za kratší dobu, než je doba ohřevu vody v bazénu. A ta není vůbec krátká.

Obr. 2.

Přizpůsobení člověku
U každého domu lze alespoň přibližně popsat jeho časové využívání. Jestliže si jej majitel uloží do globálního scheduleru, může odesílat časovou informaci o tom, za kolik minut se předpokládá příchod obyvatelů a kdy je nutné přejít do komfortního režimu. Termostaty dokážou s touto informací pracovat a začnou se domáhat splnění svých požadavků od kotlů či klimatizačních jednotek.

Nastávají samozřejmě situace, kdy chování lidí nelze časově popsat. Je zapotřebí pružně reagovat. K tomu je však třeba mít komunikační kanál mezi člověkem a domem. Ten je v našem případě reprezentován modemem GSM. Stačí domu zaslat zprávu SMS, že již jedu domů a chci mít teplo či chlad, a dům poslechne. Stejně tak jej můžu uspat jedinou zprávou SMS se sdělením, že jsem odjel s rodinou na týdenní dovolenou a že nemá smysl, aby se chystal na můj návrat dříve, než mu to osobně sdělím.

Kotelna
Již jsem se několikrát zmínil o kotlích, které reagují na požadavky termostatů. Jejich regulace navíc spolupracuje se slunečním systémem, který využívá ke krytí nekritických požadavků na otop a na ohřev teplé užitkové vody či vody v bazénu. Dokud všechny termostaty informují, že teploty v jejich prostorách jsou v pásmu tepelné pohody, dodává regulace teplo zásadně ze slunečního systému. Dokáže-li tedy sluneční systém dodávat potřebné množství tepelné energie, budou ostatní zdroje využívány minimálně. Jakmile alespoň jeden termostat ohlásí výkyv teploty mimo tepelnou pohodu (tzn. že sluneční zdroj nestačí), okamžitě se začne dodávat teplo z plynových kotlů.

Žaluzie
V každém pokoji je u každého okna kolébkový spínač. Jeho dlouhým stiskem žaluzie jedou nahoru či dolů, krátký stisk způsobí úplné vyjetí nebo spuštění žaluzie. Existuje zde však i centrální tlačítko, kterým lze ovládat všechny žaluzie v místnosti. Kdyby např. majitel nechtěl vstávat od televize, může si žaluzie nastavit do požadované polohy zprávou SMS.

Dálkové ovládání
Dálkovým ovládáním, odloženým na stole, si obyvatelé domu mohou nastavit zdroj a hlasitost hudby z vestavěných reproduktorů, případně ovládat jiné prvky domu.

Pracovna majitele
Řídicí počítač nemusí běžet 24 hodin denně. Celý dům je soběstačný. Počítač je určen pouze pro monitorování, případné ovládání, nastavování a konfiguraci. Vizualizace je postavena na Microsoft Internet Exploreru a komponentách ActiveX®. Každá součást domu (termostat, kotle, globální scheduler, zdroj času, ovládač žaluzií atd.) má svoji komponentu ActiveX®. Komunikačním jádrem se sítí LONWORKS® je server LWDDES. Doplněním IIS (nebo APACHE) lze dům monitorovat v rámci intranetu či internetu s minimálními náklady. Lze si tedy představit, že si pán domu v době své dovolené odkudkoliv ze světa zkontroluje stav domu, popř. mu sdělí předpokládaný návrat, aby jeho bazén měl správnou teplotu.

Dobrou noc
Pán domu uléhá a stiskem tlačítka (kdyby byl „GSM fanatikem“, tak i zprávou SMS) zatahuje všechny žaluzie v domě a zapíná zabezpečení vnějšího pláště domu.

Nashledanou
Odcházíme. Zavíráme dveře, zapínáme zabezpečovací ústřednu. Žaluzie se zatahují a přichází zpráva SMS, že dům byl zabezpečen a že topení přešlo do úsporného režimu. Předpokládaný čas návratu podle globálního scheduleru je např. za 480 minut.

Zdá se vám to málo inteligentní?
Technologie má v současné době podporu již i u výrobců spotřební elektroniky. Lze tedy koupit pračku, kterou uživatel zapne do sítě 230 V a tím ji integruje do inteligentního domu. Existují elektroměry s napojením na síť LONWORKS®, není tedy problém měřit spotřebu domácnosti a ovládat spotřebiče podle maximálního povoleného odběru. Chce mít majitel přístup do systému domu přes internet, ale nechce doma udržovat server? Lze koupit zařízení, která je internetovým serverem a umí komunikovat s technologií LONWORKS®.

Budeme vždy „up-to-date“?
Díky možnosti technologie LONWORKS® přehrávat programy v jednotlivých zařízeních na dálku lze předpokládat, že se nové funkce do prvků našeho inteligentního domova budou nahrávat automaticky po zavolání servisní organizaci. Náš dům se bude měnit s námi a podle našich potřeb.

CLN s. r. o.
Dvořákova 1210
686 01 Uherské Hradiště
tel., fax: 0632/55 45 29
e-mail: cln@hitech.cz
mobilní tel.: 0603/524 528
http://cln.hitech.cz
http://www.lonworks.cz