KNX bufermoduļi: nepārtraukta barošana drošībai kritiskām funkcijām
Drošībai kritiskas KNX funkcijas — ugunsdrošības aizbīdņu izpildmehānismi, avārijas HVAC, kāpņu telpas apgaismojuma releji un piekļuves kontrole — nevar pieļaut 5–30 sekunžu kopnes restartu pēc tīkla sprieguma pazušanas. Bufermoduļi novērš šo plaisu, uzturot 29 V kopnes spriegumu no superkondensatoru bloka tīkla pārtraukumu laikā.
Kāpēc buferizēt KNX kopni?
Kad pazūd tīkla spriegums, nebuferizēts KNX PS640 zaudē izejas spriegumu milisekundēs. Visas kopnes ierīces izslēdzas. Pēc tīkla atjaunošanas katra ierīce veic inicializācijas secību: nolasa saglabātos parametrus no EEPROM, nosūta programmēšanas režīma vaicājumus un pieslēdzas loģiskajai līnijai. Šis restart process ilgst no 5 līdz 30 sekundēm atkarībā no ierīces sarežģītības.
Lielākajai daļai KNX funkciju — apgaismojums, žalūziju vadība, temperatūras iestatījumi — īslaicīgs restart ir pieļaujams. Drošībai kritiskām izejām tas nav pieļaujams:
Nepieļaujami restart scenāriji
- Ugunsdrošības aizbīdņa izpildmehānisms restartējas ugunsgrēka laikā — aizbīdnis var iestrēgt starpstāvoklī
- Piekļuves kontroles durvju slēdzenes relejs atslēdzas īslaicīga sprieguma krituma laikā — drošības pārkāpums
- Dūmu nosūces aizbīdņa izpildmehānisms restartējas — nezināms lāpstiņas stāvoklis 15 sekundes
- Avārijas HVAC relejs atslēdzas notikuma laikā — spiediena kontroles zudums
KNX funkcijas, kas pieļauj restartu
- Standarta apgaismojuma izpildmehānismi — īsa izslēgšanās, tad atgriešanās pēdējā stāvoklī
- HVAC zonas vārstu izpildmehānismi — izslēgšanās restart laikā ir pieņemama
- Žalūziju un aizbīdņu izpildmehānismi nekritiskos kontekstos
- Uzskaites un enerģijas monitoringa ierīces
Bufermoduļa darbības princips
KNX bufermodulis satur augstas ietilpības superkondensatoru bloku (elektrisko divslāņu kondensatoru, EDLC). Normālas tīkla darbības laikā šie kondensatori tiek uzlādēti no KNX kopnes 29 V sprieguma. Konstatējot tīkla sprieguma pazušanu, DC/DC pārveidotājs pārslēdzas uz izlādes režīmu, barojot kopni no kondensatoru bloka un uzturot spriegumu 29 V ± 0,5 V. KNX ierīces, kas pieslēgtas kopnei, nemanīs barošanas pārtraukumu — tās turpinās normāli darboties visā tīkla pārtraukuma laikā.
Bufermoduļa enerģijas uzkrāšanas princips
Normal operation:
Mains → PS640 → 29V bus → devices (operating)
↓
Buffer module charges supercapacitors
Mains failure detected (within 10ms):
PS640 output drops
Buffer module DC/DC converter activates
Supercapacitors → DC/DC → 29V bus maintained
Devices: no interruption, no restart
Backup duration depends on:
- Supercapacitor capacity (Wh)
- Total bus current draw (mA)
- DC/DC converter efficiency (~85%)
Backup time ≈ (Capacitor Wh × efficiency) / (Bus W)
Bus W = 29V × I_total (A)Superkondensatori pret baterijām: Superkondensatori uzlādējas un izlādējas sekundēs vai minūtēs, iztur simtiem tūkstošu ciklu un būtiski nenolietojas tipiskā ēkas kalpošanas laikā (20+ gadi). Litija baterijas nodrošina lielāku enerģijas blīvumu ilgākam rezerves laikam, bet tās jāmaina ik pēc 3–5 gadiem. Standarta DIN-sliežu bufermoduļi izmanto superkondensatorus; ārējie bufermoduļi ar baterijām pievieno litija elementus vairāku stundu rezervei.
Gira 2093 bufermodulis
Gira 2093 ir visplašāk izmantotais atsevišķais KNX bufermodulis Eiropas komerciālajās instalācijās. Tas aizņem 2 DIN moduļus, satur 1,5 Wh superkondensatoru bloku un tiek pievienots paralēli PS640 izejai.
| Līnijas slodze | Kopnes strāvas patēriņš | Aptuvenais rezerves laiks |
|---|---|---|
| Viegla slodze (~10 ierīces) | ~80 mA | ~2 stundas |
| Vidēja slodze (~25 ierīces) | ~180 mA | ~45 minūtes |
| Liela slodze (~40 ierīces) | ~300 mA | ~25 minūtes |
| Gandrīz maksimāla (~60 ierīces) | ~500 mA | ~15 minūtes |
Gira 2093 pieslēgums — paralēlais savienojums ar PS640
PS640 output terminals: + (red) → KNX bus + rail - (blue) → KNX bus - rail Gira 2093 connections: + terminal → same KNX bus + rail (parallel with PS640) - terminal → same KNX bus - rail (parallel with PS640) Polarity is critical — reverse connection damages the module. Connect before powering up. LED indicator: Green solid = charging from mains (normal) Green blink = fully charged, mains OK Amber/red = on buffer power (mains lost)
MDT PS640 ar iebūvētu buferi
MDT piedāvā barošanas bloku SCN-PS064.01 ar iebūvētu bufera kondensatora opciju. Šī kombinētā iekārta apvieno PS640 funkcionalitāti un bufera iespējas vienā 4 moduļu DIN-sliežu korpusā, ietaupot vietu sadalē salīdzinājumā ar atsevišķu PS640 un bufera moduli (kam kopā būtu nepieciešami 4 + 2 = 6 moduļi).
Iebūvētā bloka priekšrocības
- Ietaupa 2 DIN-sliežu moduļus salīdzinājumā ar atsevišķu buferi
- Viens pieslēguma punkts — nav nepieciešama ārēja paralēlā vadošana
- Strāvas uzraudzība, izmantojot KNX statusa objektu (kopnes strāva mA)
- Bufera statusa telegramma pieejama kā KNX grupas adrese (DPT 1.001)
Kad lietot atsevišķu buferi
- Jau uzstādīts PS640 — pievieno Gira 2093, nenomainot barošanas bloku
- Nepieciešams PS1280 — izmanto atsevišķu buferi paralēli
- Norādīts cits barošanas bloka ražotājs — universāli pievieno Gira 2093
Nepieciešamā rezerves laika aprēķins
Nepieciešamais rezerves laiks ir atkarīgs no konkrētā drošības standarta, kas reglamentē katru kritisko KNX funkciju. Izmanto zemāk minētās prasības, lai izvēlētos pareizo bufera moduli vai litija bateriju sistēmu:
| KNX funkcija | Standarts | Nepieciešamais rezerves laiks | Bufera moduļa izvēle |
|---|---|---|---|
| Ugunsdrošības žalūziju piedziņas | EN 15650 / būvnormatīvs | 30 min (gājiens) + 30 min uzraudzība = 1 h | Gira 2093 ir piemērots viegli noslogotām līnijām |
| KNX piekļuves kontroles durvju slēdzenes | BREEAM / EN 50133 ieteikums | vismaz 4 stundas | nepieciešams litija akumulatora modulis |
| avārijas HVAC aizbīdņi | projektam specifisks / apkopei | 1–2 stundas | ieteicams litija akumulatora modulis |
| kāpņu telpas avārijas apgaismojuma relejs | EN 50172 | Baterijas balasts uz atsevišķas ķēdes — KNX rezerves barošana pēc izvēles | Ja vēlas KNX rezervi, pietiek ar superkondensatora buferi |
| dūmu nosūkšanas VAV aizbīdņi | EN 12101-6 | vismaz 1 stunda (testēšana un uzraudzība) | Gira 2093 vai mazs litija modulis |
litija akumulatora bufermoduļi pagarinātai rezervei
Rezerves prasībām no 1 līdz 8 stundām superkondensatora bufermoduļi nav pietiekami. Litija akumulatora bufermoduļi, piemēram, MDT SCN-USB55S.01 vai ABB SU/S sērija, pieslēdz ārēju 12V litija akumulatoru bufermodulim, nodrošinot pagarinātu rezervi caur DC/DC pārveidotāju, kas uztur 29V kopnes spriegumu.
Akumulatora ietilpības aprēķins — pagarināta rezerve
Formula:
Battery capacity (Ah) = (I_bus × V_bus × t_hours) / (V_battery × η)
Where:
I_bus = total bus current (A)
V_bus = KNX bus voltage (29V)
t_hours = required backup time (h)
V_battery = external battery voltage (12V)
η = DC/DC converter efficiency (~0.85)
Example: 40-device line, 200mA bus current, 8h backup required
Capacity = (0.200 × 29 × 8) / (12 × 0.85)
= 46.4 / 10.2
= 4.55 Ah → specify 6Ah or 12Ah for margin
Battery replacement interval: typically 3–5 years
(check manufacturer specification; lithium degrades with cycles)
Include replacement schedule in maintenance documentation.Akumulatora buferis NAV papildu strāvas jauda: bufermoduļa (superkondensatora vai litija) pieslēgšana paralēli PS640 nepalielina pieejamo kopnes strāvu normālā darbībā. Buferis nodrošina barošanu tikai tad, kad PS640 izejas spriegums samazinās. Strāva normālā darbībā paliek ierobežota līdz PS640 (640 mA).
Paneļa uzstādīšana un vadu pieslēgšana
Bufermoduļi jāuzstāda blakus PS640 uz tās pašas DIN sliedes un jāpievieno tieši KNX kopnēm. Ievērojiet šos noteikumus pareizai uzstādīšanai:
Paneļa uzstādīšanas kontrolsaraksts
1. Mount buffer module immediately adjacent to PS640 on DIN rail
2. Connect + terminal to KNX bus + (red bus bar)
3. Connect - terminal to KNX bus - (black/blue bus bar)
4. Verify polarity before energising — reverse polarity destroys module
5. Label buffer module with:
- Manufacturer and model number
- Backup time at current load (from table or calculation)
- Date of installation (supercapacitor models) or
battery date + next replacement date (lithium models)
6. Record buffer module in panel schedule
7. Test backup function during commissioning:
- Disconnect mains to PS640
- Verify bus remains powered (devices still active)
- Reconnect mains — verify smooth transition backVajadzīgs KNX sadalne ar pareizi uzstādītiem bufermoduļiem?
Mēs projektējam KNX sadalnes ar rezerves laika aprēķinu atbilstoši drošības standartiem, pareizi izvēlētiem bufermoduļiem, litija akumulatoru izmēru noteikšanu un nodošanas testēšanas dokumentāciju — piegādājam pārbaudītu un sertificētu uz jūsu objektu.
Pieprasīt piedāvājumu →