Dezentrale KNX-Automation
Anschlüsse für Stromversorgung und Datenübertragung vereinfachen den Aufbau von KNX-Netzwerken zur Fabrikautomation
Rolf Horn, Applikationsingenieur bei DigiKey
Die Gebäudeautomatisierung geht von traditionellen zentralen Steuerungen zu verteilten Automatisierungssystemen über, bei denen die Intelligenz auf alle angeschlossenen Geräte verteilt wird. Dieser Trend wird durch die Verbesserungen im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) vorangetrieben, die eine lokale Intelligenz innerhalb der Systemkomponenten eines Gebäudes ermöglicht. Auf diese Weise können alle Gebäudesysteme, einschließlich Klimatisierung, Beleuchtung und Sicherheit, sowie Sensoren und andere Elemente ihre Funktionen genauer koordinieren und die für einen sicheren und effizienten Gebäudebetrieb erforderlichen Parameter regulieren.
Diese Koordinierung erfordert die Übertragung von Daten und Energie über eine effiziente und effektive Schnittstelle. Schauen wir uns an, wie die KNX-Schnittstelle die Anforderungen der Gebäudeautomation erfüllt und wie Phoenix Contact die Installation von zuverlässigen KNX-Steckverbindern vereinfacht, um den Einsatz zu beschleunigen.
Was ist KNX?
KNX ist ein weit verbreiteter, offener Standard für die Gebäudeautomation in Wohn-, Gewerbe- und Industriegebäuden, der es ermöglicht, dass Sensoren, Aktoren, Steuerungen und Stromquellen ohne eine zentrale Steuerung miteinander interagieren können. Die Hardwarekomponenten des Systems sind zertifiziert und entsprechen dem KNX-Standard, so dass die Interoperabilität gewährleistet ist. Das Software-Element von KNX ist ein standardisiertes Protokoll, die Engineering Tool Software (ETS), die es dem Benutzer ermöglicht, Geräte, Adressierung und Logik für das Automatisierungssystem zu konfigurieren.
Die Vorteile und Anwendungen von KNX
KNX bietet Interoperabilität mit Geräten von Hunderten von Herstellern, die dem Standard entsprechen, was Flexibilität bei der Auswahl oder dem Austausch von Komponenten ermöglicht. Die dezentrale Architektur bietet zudem den Vorteil der einfachen Skalierbarkeit. Es können Geräte hinzugefügt oder geändert werden, um die Größe der Installation ohne wesentliche Änderungen zu erhöhen. Die Austauschbarkeit der zertifizierten Geräte macht Reparaturen und Erweiterungen einfach und verhindert die Bindung an einen bestimmten Hersteller.
Die Dezentralisierung fördert auch die Zuverlässigkeit, da ein einziges fehlerhaftes Gerät nicht das gesamte System zum Absturz bringen kann. Es gehen nur die Funktionen des defekten Gerätes verloren.
Die Anwendungsmöglichkeiten für KNX sind vielfältig. So können Beleuchtungssysteme beispielsweise das Licht zeit- oder belegungsabhängig ein- und ausschalten oder durch Dimmen und Farbwahl eine bestimmte Stimmung erzeugen. Sie können KNX zur Steuerung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystemen in Gebäuden verwenden, um eine komfortable Umgebung aufrechtzuerhalten, wobei Temperatur und Luftfeuchtigkeit je nach Gebäudebelegung und äußeren oder anderen bereichsspezifischen Bedingungen angepasst werden.
Ein gebäudeweites KNX-Netzwerk kann für die Sicherheit eingesetzt werden. Das System kann Einbrüche, Brände, Wasserlecks und andere Vorfälle erkennen. Die Flexibilität des Netzwerks ermöglicht eine Sicherheitsüberwachung je nach Tageszeit, Belegung oder Alarmstatus.
Für die Verbindungen kann das KNX-Netzwerk Twisted-Pair-, Netz-, Hochfrequenz- (HF) oder IP/Ethernet-Leitungen verwenden. Twisted-Pair ist die gängigste Verdrahtungsvariante unter Verwendung von Niederspannungskabeln, wie z. B. den branchenüblichen J-Y(ST)Y-Kabeln.
Beispiele für KNX-Steckverbinder
Phoenix Contact hat eine neue Serie von Federkontakt-Anschlussblöcken (PTS 0.5, Print Terminal Spring) und Stiftleisten (PST 1.0, Pin Strip Terminal) für KNX-Twisted-Pair-Netzwerke eingeführt, die mit 9,6 Kilobit pro Sekunde (kbit/s) arbeiten. Die Steckverbinder PTS 0.5, wie die 1574299 und 1574300 (Abbildung 1), sind frei hängende, zweipolige Steckbuchsen mit einem Raster von 5,75 Millimetern (mm), die Drähte mit einem Querschnitt von 18 bis 22 AWG oder metrischen Größen von 0,34 bis 0,75 mm2 aufnehmen können. Dazu gehören J-Y(ST)Y-Kabel mit Durchmessern von 0,6 bis 0,8 mm.
Die Steckverbinder sind farblich unterschiedlich, um die KNX-Kodierungsanforderungen zu erfüllen, und ermöglichen so eine genaue Verdrahtung. Die Steckverbinder 1574299 sind grau/gelb, während die 1574300 rot/schwarz sind. Beide bieten jeweils zwei Kontakte, die in einer einzigen Reihe angeordnet sind, mit vier Drahtanschlüssen pro Kontakt. Die vier Anschlüsse bieten eine einfache Methode zum kontinuierlichen Durchschleifen von Potenzialen in Busanwendungen. Beachten Sie, dass jeder Kontakt über einen Prüfanschluss verfügt, der einen einfachen Zugang für eine Sonde ermöglicht.
Mit Abmessungen von 12,45 × 10 × 10 mm sind diese Steckverbinder sehr kompakt.
Die durchkontaktierbare, zweipolige Steckleiste 1574198 (PST-1.0, Abbildung 2) kann mit beiden Steckverbindern verbunden werden.
Abbildung 2: Die KNX-Steckleiste 1574198 (PST 1.0) für die Durchkontaktierung passt sowohl zu den Steckverbindern 1574299 als auch zu den 1574300. (Bildquelle: Phoenix Contact)
Die Steckverbinder und Stiftleisten sind einfach zu montieren (Abbildung 3).
Abbildung 3: Abgebildet sind die Montageschritte der KNX-Steckverbinder und der Stiftleiste. (Bildquelle: Phoenix Contact)
Die Verdrahtung ist dank der werkzeuglosen Steckkontakte und der farbcodierten Steckerkörper schnell und einfach. Die Steckanschlüsse verwenden eine spezielle Stahlkontaktfeder, die sich beim Einschieben des Leiters automatisch öffnet und die richtige Kraft aufbringt, um eine zuverlässige, widerstandsarme elektrische Verbindung zu gewährleisten. Die KNX-kompatiblen farbcodierten Steckerkörper reduzieren die Wahrscheinlichkeit von Verdrahtungsfehlern und beschleunigen die Montage. Die Befestigung des Steckers an der Steckleiste erfolgt im rechten Winkel.
Die montierten Steckverbinder sind für eine Stromstärke von bis zu 6 Ampere (A) bei Spannungen von bis zu 320 Volt ausgelegt und haben einen Nennkontaktwiderstand von 1,4 Milliohm (mΩ).
Fazit
Mit den Fortschritten im Bereich der künstlichen Intelligenz, die eine zunehmende Vernetzung vorantreiben, wird die Designinnovation von Phoenix Contact besonders bei netzwerkbasierten KNX-Steuerungssystemen deutlich. Die Steckverbinder und Steckleisten unterstützen die Zukunft der Gebäudeautomation und ermöglichen zuverlässige, einfach zu implementierende Verbindungen.
