Buszrendszerek

A lakások egyre növekvő komfortkövetelményeivel együtt mind komo­lyabb igények jelennek meg az épületek technikai felszereltségének terén is. Számos olyan berendezést kell beépíteni, amelyek korábban ritkaság­számba mentek, vagy ha alkalmazásuk nem is számított különösebben kivételesnek, az üzemeltetési költségeket egyáltalán nem vették figyelem­be. Használatukkor a növekvő kényelmi szintre sem voltak tekintettel.

A műszaki fejlettség mai szintje viszont már lehetővé tesz olyan megoldást is, amelynél az üzemeltetési költségek jelentősen kisebbek lehetnek a korábban elképzelhetetlen komfortszint mellett. És az ára is összehasonlítható a ma már általánosan használt, viszonylag egyszerű helyi vezérlőrendszerek beszerzési árával, amelyek általában mindig csak egy kö­zös üzemelési területet vezérelnek végzik (van egy külön rendszer a fűtés szabályozására, egy másik önálló rendszer a redőnyök kezelésére stb.).

Hogyan lehetséges ez? Mielőtt a kérdést megválaszolnánk, nézzük meg közelebbről, milyen a jelenlegi helyzet.

Az egyes funkciók kezelésekor megfigyelhető, hogy a működési költségek csökkentéséhez és a kívánt komfortszint eléréséhez (de ugyanígy pl. az épület illetéktelen behatolásokkal szembeni megfelelő védelmére is) egy egész sor érzékelőre van szükség, amelyek különböző fizikai mennyisé­geket figyelnek. A tőlük érkező adatokat aztán az egyes szabályozási kö­rök kiértékelik, és pl. úgy irányítják a rendszer működését, hogy az elekt­romosenergia-fogyasztás a lehető legoptimálisabb legyen. Alaposabban megvizsgálva észrevehető, hogy sok érzékelőberendezés ismétlődően elő­fordul az egyes helyi vezérlőrendszerekben. Ezenkívül minél nagyobb követelményeket támasztunk az energiamegtakarítás és a kényelem te­rén, annál több összekötővezetéket igényel a kiépítés. Mindez nehézkes és körülményesen megvalósítható vezérlőrendszereket jelent, amelyeken szinte lehetetlen utólag változtatni. Ujabb elemekkel is hasonlóan nehéz őket kibővíteni, többnyire nem is lehet megoldani valamiféle (legalább kisebb mértékű) építészeti beavatkozás nélkül.

Az érzékelőket és a kezelőszerveket a belső térben gyakran ugyanott helyezik el, mint a többi házi készüléket, vagy legalábbis azokhoz közel. A részelemek és résztechnológiák beszállítói általában ezeket a készülé­keket is olyan külsővel szállítják, amilyen éppen van a raktáron, függetle­nül a többi készülék kialakításától. Minden műszakilag megfelelően kialakított rendszernek olyannak kell lennie, hogy különböző gyártók különböző formatervezésű vezérlőelemeit és kezelőszerveit lehessen benne alkalmazni. Feltehetőleg senki sem hinne annak a szakembernek, aki azt állítaná, hogy egyedül az ő cégének redőnykapcsolói képesek be-és kikapcsolni a cég által forgalmazott árnyékolószerkezet motorjait.

Ha az összes szabályozott tevékenység vezérléséhez egyetlen közös vezérlőrendszert használunk, akkor egy közös érzékelő több tevékenység vezérlésében is részt tud venni. Például ugyanaz a termosztát fogja a fűtést és a hűtést szabályozni, egyetlen ablakhoz felszerelt érintkező több feladatot is elláthat stb. Ezáltal a vezérlőkészülékek száma is lecsökkent­hető a feltétlenül szükséges mennyiségre, és így már a közös dizájn is megoldható, pl. többszörös keretbe építéssel. Mindez jelentős megtaka­rításokat jelent a felhasznált alkotóelemekben, nemcsak hogy nem kisebb, hanem ellenkezőleg, rendszerint nagyobb komfortszint mellett. Ráadásul az üzemeltetési költségek is jelentősen lecsökkennek, az egyes funkciók ugyanis kölcsönösen támogathatják egymást.

Ez gyakorlati példákkal is alátámasztható. A fűtés és a hűtés közös vezér­lése megakadályozza, hogy a két műveletet váltakozva vagy akár egyszerre végezzék, tehát egyértelműen gátolja az energiapazarlást. Az ablakokhoz felszerelt érintkezők egyúttal a fűtést is leállítják szellőztetéskor, aminek köszönhetően a fűtési rendszer még ésszerűbben fog működni - amikor egy helyiségben kinyílik az ablak, leáll a fűtés. Nem fog tehát sok hő fölöslegesen a szabadba jutni, ugyanis a hőmérséklet-érzékelő egyébként logikusan éppen akkor állítja a fűtést teljes üzemre, amikor kívülről beáramlik a hideg levegő. A külső redőnyök mozgását vezérlő rendszer a ház déli oldalán lévő lamellákat a téli időszakban úgy állítja be, hogy a napfény az épület belsejébe verődjön vissza, nyáron pedig a szabadba. Az egyébként tökéletesen működő, de a többi rendszerrel nem együtt­működő helyi automatizált üzemmóddal összehasonlítva még kb. 15 % energiát lehet megtakarítani a kívánt komfortszint eléréséhez.

Ma már nagy választékban kaphatók különböző vezérlőrendszerek, és többségük alkalmas több feladat vezérlésére is. A választáskor célszerű figyelembe venni néhány fontosnak mondható kritériumot. Elsősorban is a rendszert mindig az alapján kell megítélni, el tudja-e látni az elvárt ve­zérlési feladatokat, és azt milyen kényelmi szinten teszi. Meg kell pl. győ­ződni róla, hogy a rendszer:

  • a vezérlést valóban az elvárt szinten végzi, és külső formája is megfelel az elképzeléseknek;
  • a lehető legnagyobb megtakarítást teszi lehetővé az üzemeltetési költ­ségekben;
  • egyszerűbbé válik vele a belső elektromos hálózat;
  • szabályozni és kezelni tudja az összes kívánt funkciót;
  • van lehetőség utólagos bővítésére és változtatására építészeti beavat­kozás nélkül;
  • vizualizációs eszközök is felszerelhetőek hozzá;
  • javítása és karbantartása távúton is megoldható (pl. az Interneten keresztül);
  • nem egyetlen gyártó terméke, hogy alkalmazási területe ne lehessen korlátozva.

Hogyan lehet elérni a fenti tulajdonságokat? „Okos" készülékek alkal­mazásával! Hogyan néz ki egy ilyen rendszer az elektromos hálózatban? Az egyik oldalon találjuk az érzékelőket, míg a másikon a beavatkozókat. Az összes elemhez megfelelő elektronikus kör tartozik, amelyek egy átviteli rendszerrel van összekötve, ami pl. egy egyszerű, rendszerint két-erű vezeték. Ezen keresztül folyik a címzett kommunikáció kódolt üze­netek, parancskódok, vagyis soros (egymást követő) vezérlőimpulzusok­kal. Az érzékelő elküldi a parancsot a buszra, a beavatkozó végrehajtja azt, majd egy másik üzenetben visszajelzést küld a parancs végrehaj­tásáról. Ez azt jelenti, hogy az érzékelő és a beavatkozó között egyáltalán nem kell közvetlen elektromos összeköttetésnek lennie (többnyire nincs is); a táviratváltások a közös átviteli rendszeren történnek, függetlenül a hálózati villamos vezetékektől. Léteznek ugyan olyan hasonló elven mű­ködő rendszerek is, ahol nincs önálló átviteli rendszer, és a kommuniká­cióra is a hálózati villamos vezetékek szolgálnak, ilyen megoldásnál azon­ban számolni kell a különböző zavaró hatásokkal, és csak akkor működik megfelelően, ha a hálózati feszültség- és frekvenciaingadozás nem lépi túl az európai normákban megszabott mértéket. A mi energetikai rendsze­rünk viszont még nem tudja biztonságosan garantálni az áramszolgáltatás minőségét, ezért a továbbiakban csak az árnyékolt buszvezetékkel üze­melő rendszerekkel foglalkozunk, ahol a külső zavaró hatások valószínű­sége nagyon kicsi.

Az elektromos kiépítések tehát jelentősen leegyszerűsödnek, amikor az egyes elemekhez programozható mikroelektronikai köröket alakítunk ki. A buszon nyilván nem uralkodhat anarchia, ezért nagyon pontosan kidol­gozott vezérléssel kell dolgoznia. A legegyszerűbb elven működő megol­dás, ha az irányítást egyetlen központi vezérlőegység végzi. Az összes in­formáció keresztülhalad rajta, és a központ dönti el azt is, mikor melyik buszrésztvevő küld éppen adatot vagy fogad parancsot. Az ilyen elvű busz­rendszert leggyakrabban az ipari folyamatok vezérléséhez használják.

Ezek után kérdés lehet, hogy egyszerűen megfogalmazva mi is az a buszrendszer? Mi a központi vezérlőegység? Ez utóbbi nem más, mint egy mikro számítógépes vezérlő, amely az úgynevezett multiplex kábelezési rendszer alkalmazását sugallja. Az igen nagyszámú fogyasztóhoz (izzólámpák, fűtő-, szellőztetőrendszerek, különböző háztartási fogyasztók, redőnyök bérléséhez, vagyonvédelmi rendszerekhez stb.) vezető számtalan kábel helyett ezzel a megoldással csak két vezérlővezeték szükséges.

A különböző parancsadó egységek (érzékelők, vezérlők stb.) ugyanerre a közös vezérlő vezetékpárra csatlakoznak. Az ilyen buszrendszerekkel je­lentős számú vezeték takarítható meg, pl. a családi házunkban. Újabban személygépkocsikon is terjed a használatuk. Itt a nagyszámú fogyasztóhoz vezető számtalan kábel helyett a hagyományos testelési rendszert meg­tartva kettő elegendő, ami komoly anyag- és költségmegtakarítást jelent. Egy korszerű személygépkocsiban pl. 600 m rézkábel, mintegy 100 db kábelcsatlakozó és min. 20 jelfogó található. Az ilyen multiplex kábel­rendszerrel a terjedelmes kábelhálózat nagymértékben csökkenthető.

A buszrendszeres lakóházaknál hátrányt jelent a központi vezérlőegység megkerülhetetlen használata, mert ha pl. elromlik, akkor az egész kiépí­tett rendszer használhatatlanná válik.

Épületek működtetésének vezérlésére sokkal előnyösebb a decentralizált vezérlésű buszrendszerű üzemeltetés. így egy alkotóelem meghibásodá­sakor csak az egyik tevékenységi terület irányítása áll le, és a javítás is jóval egyszerűbb és olcsóbb, mint az egész vezérlőegység cseréje. Mint már említettük, az átviteli rendszerhez csatlakozik a szükséges számú érzékelő, ill. vezérlő, vagyis a parancsadó egység. Fajtájuk, működésük alapelve a kívánt üzemeltetési módtól függ. Kézi kezelésnél nyomógombos vezérlők lesznek, a személyek mozgásától vagy jelenlététől függő automatikus vezérléshez az erre a célra megfelelő passzív infra­vörös érzékelők, a külső fényviszonyokat figyelembe vevő szabályozáshoz fényérzékelők, vagy lehetnek időkapcsolók és más hasonló készülékek. A kapcsolást vagy szabályozást végző beavatkozók akármelyik érzékelő utasítására reagálhatnak, ha a felhasználó úgy kívánja. Például a világítás is üzemelhet teljesen automatikusan, embertől érkező parancsok alapján vagy a különböző típusú parancsok akár kombinálhatóak is.

A legelterjedtebb decentralizált rendszer Európában az EIB rendszer (European Installation Bus - Európai Busz Szabvány). Ezt a buszt hasz­nálva több mint 110, elektromos hálózati készülékeket, házi fogyasztókat és klímaberendezéseket gyártó vezető európai cég termékei tudnak egy­mással kommunikálni. Ezek a vállalatok hozták létre a brüsszeli közpon­tú EIBA nemzetközi szövetséget.