Буферные модули KNX: бесперебойное питание для критически важных функций
Критически важные функции KNX — приводы противопожарных заслонок, аварийная вентиляция, реле освещения лестничных клеток и контроль доступа — не могут допустить перезапуска шины на 5–30 секунд после пропадания сети. Буферные модули устраняют этот пробел, поддерживая напряжение 29 В на шине от массива суперконденсаторов при отключении сети.
Зачем буферизировать шину KNX?
При пропадании сетевого питания небуферизированный блок питания PS640 теряет выходное напряжение за миллисекунды. Все устройства на шине выключаются. При восстановлении сети каждое устройство выполняет инициализацию: считывает параметры из EEPROM, отправляет запросы режима программирования и подключается к логической линии. Этот процесс перезапуска длится от 5 до 30 секунд в зависимости от сложности устройства.
Для большинства функций KNX — освещение, управление жалюзи, уставки температуры — кратковременный перезапуск допустим. Для критически важных выходов — нет:
Недопустимые сценарии перезапуска
- Привод противопожарной заслонки перезапускается во время пожара — заслонка может застрять в промежуточном положении
- Реле замка двери контроля доступа отпускает при кратковременном пропадании сети — нарушение безопасности
- Привод клапана дымоудаления перезапускается — неизвестное положение лопатки в течение 15 секунд
- Реле аварийной вентиляции отключается во время события — потеря управления подпором
Функции KNX, допускающие перезапуск
- Стандартные приводы освещения — краткое отключение, затем возврат к последнему состоянию
- Приводы зонных клапанов HVAC — отключение во время перезапуска допустимо
- Приводы жалюзи и заслонок в некритичных контекстах
- Устройства учёта и мониторинга энергии
Принцип работы буферного модуля
Буферный модуль KNX содержит батарею суперконденсаторов (двухслойных электрических конденсаторов, EDLC). В нормальном режиме работы эти конденсаторы заряжаются от шины KNX (29 В). При обнаружении пропадания сети DC/DC-преобразователь переключается в режим разряда, питая шину от конденсаторов и поддерживая напряжение 29 В ± 0,5 В. Устройства KNX, подключённые к шине, не замечают перебоя питания и продолжают нормально работать во время отключения сети.
Принцип накопления энергии в буферном модуле
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)Суперконденсаторы против батарей: Суперконденсаторы заряжаются и разряжаются за секунды или минуты, выдерживают сотни тысяч циклов и практически не деградируют за типичный срок службы здания (20+ лет). Литиевые батареи обеспечивают более высокую плотность энергии для длительного резервирования, но требуют замены каждые 3–5 лет. Стандартные буферные модули на DIN-рейку используют суперконденсаторы; внешние буферные модули с батареями добавляют литиевые элементы для многочасового резерва.
Буферный модуль Gira 2093
Gira 2093 — самый популярный отдельный KNX буферный модуль в европейских коммерческих установках. Он занимает 2 модуля DIN, содержит батарею суперконденсаторов на 1,5 Вт·ч и подключается параллельно выходу PS640.
| Нагрузка линии | Ток шины | Примерное время резерва |
|---|---|---|
| Слабая нагрузка (~10 устройств) | ~80 мА | ~2 часа |
| Средняя нагрузка (~25 устройств) | ~180 мА | ~45 минут |
| Высокая нагрузка (~40 устройств) | ~300 мА | ~25 минут |
| Почти максимальная (~60 устройств) | ~500 мА | ~15 минут |
Подключение Gira 2093 — параллельное соединение с 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 со встроенным буфером
Компания MDT предлагает блок питания SCN-PS064.01 с опцией встроенного буферного конденсатора. Это комбинированное устройство объединяет функционал PS640 и буфера в одном 4-модульном корпусе для DIN-рейки, экономя место в щите по сравнению с отдельными PS640 и буферным модулем (которые заняли бы 4 + 2 = 6 модулей).
Преимущества встроенного блока
- Экономия 2 модулей DIN-рейки по сравнению с отдельным буфером
- Единая точка подключения — не требуется внешняя параллельная проводка
- Мониторинг тока через объект KNX (ток шины в мА)
- Телеграмма статуса буфера доступна как групповая адресация KNX (DPT 1.001)
Когда использовать отдельный буфер
- Уже установлен PS640 — добавьте Gira 2093 без замены БП
- Требуется PS1280 — используйте отдельный буфер параллельно
- Указан другой производитель БП — универсально добавьте Gira 2093
Расчёт необходимого времени резерва
Необходимое время резерва зависит от конкретного стандарта безопасности для каждой критической функции KNX. Используйте требования ниже для выбора правильного буферного модуля или литиевой батареи:
| Функция KNX | Стандарт | Необходимое время резерва | Выбор буферного модуля |
|---|---|---|---|
| Приводы противопожарных жалюзи | EN 15650 / строительные нормы | 30 мин (ход) + 30 мин мониторинг = 1 ч | Gira 2093 подходит для линий с малой нагрузкой |
| Замки дверей с контролем доступа KNX | Рекомендация BREEAM / EN 50133 | минимум 4 часа | требуется литиевый аккумуляторный модуль |
| аварийные заслонки HVAC | под проект / для техобслуживания | 1–2 часа | рекомендуется литиевый аккумуляторный модуль |
| реле аварийного освещения лестничной клетки | EN 50172 | Балласт ЭПРА на отдельной линии — резерв KNX опционально | Если нужен резерв KNX, достаточно суперконденсаторного буфера |
| противодымные VAV-заслонки | EN 12101-6 | минимум 1 час (тестирование и мониторинг) | Gira 2093 или компактный литиевый модуль |
литиевые аккумуляторные буферные модули для длительного резерва
Для резервирования на 1–8 часов суперконденсаторных буферов недостаточно. Литиевые буферные модули, такие как MDT SCN-USB55S.01 или серия ABB SU/S, подключают внешнюю 12-вольтовую литиевую батарею к буферному модулю, обеспечивая длительное резервирование через DC/DC-преобразователь, поддерживающий напряжение шины 29 В.
Расчёт ёмкости батареи — длительное резервирование
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.Батарейный буфер НЕ увеличивает токовую нагрузку: подключение буферного модуля (суперконденсаторного или литиевого) параллельно с PS640 не увеличивает доступный ток шины при нормальной работе. Буфер обеспечивает питание только при падении напряжения на выходе PS640. Ток при нормальной работе остаётся ограниченным блоком PS640 (640 мА).
Монтаж и подключение щита
Буферные модули должны устанавливаться рядом с PS640 на той же DIN-рейке и подключаться напрямую к шинам KNX. Соблюдайте следующие правила для правильной установки:
Контрольный список монтажа щита
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 backНужен KNX щит с правильно установленными буферными модулями?
Мы проектируем KNX щиты с расчетом времени резервирования по стандартам безопасности, правильно подобранными буферными модулями, подбором литиевых батарей и документацией по пусконаладке — доставляем протестированными и сертифицированными на ваш объект.
Запросить расчёт →