O documento descreve as funcionalidades e aplicações do protocolo KNX para automação e controle de edifícios. Em três frases ou menos:
KNX é um protocolo aberto e normalizado internacionalmente para automação residencial e de edifícios. Permite controlar e integrar sistemas de iluminação, climatização, persianas e outros equipamentos de forma centralizada e eficiente energeticamente. O documento explica como o KNX permite reduzir o consumo de energia através do controle dinâmico e automatizado da iluminação com base na de
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Protocolo padrão aberto – NORMALIZADO
CENELEC
EN 50090 – a única Norma Europeia para Habitação e Building Electronic Systems
(HBES) baseada no KNX.
CEN
EN 13321-1 – a Norma Europeia para Automatização de Edifícios baseada no KNX.
ISO / IEC
ISO/IEC 14543-3 – a única Norma Mundial para Sistemas Electrónicos na Habitação
(HES) é baseada no KNX.
GB/Z
GB / T 20965-2013 – Norma Chinesa para Controlo de Habitação e Edifícios baseada
no KNX
US Standard (ANSI/ASHRAE 135)
KNX: A única norma mundial aberta para Automação de
Edifícios e Domótica!
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KNX - Factos & Numeros (Nov/2016)
405 Membros KNX em 40 países
58824 Partners KNX em 143 países
386 Centros de Formação em 62 países
127 Parceiros Científicos em 33 países
16 Userclubs em 15 países
15 Parceiros Associados
44 Grupos Nacionais
Milhares de Licenças ETS
>7.400 grupos de produtos certificados (>100.000)
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Estrutura duma Instalação KNX
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•Fornecido pelo
fabricante;
•Disponível na
internet.
•Ferramenta única
transversal a todos os
fabricantes
•Equipamento de campo
•Equipamento de QE
•Par torçado (Tp)
•Power line (Pl)
•RF
•KNXnet/IP
Meio de
transmissão:
Hardware
BCU +
Módulos de
Aplicação
Software
dos
módulos
Software de
colocação
em serviço e
diagnóstico
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Como funciona o KNX
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• Os sensores enviam
informações para o bus KNX
encapsuladas em telegramas
• Os atuadores analisam se os
telegramas lhe são dirigidos:
– Em caso afirmativo atuam
de acordo com a
informação contida no
telegrama
– Em caso negativo ignoram o
telegrama.
BCU
BCUBCUBCU
BCU BCU
230VAC
Sensores
Actuadores
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TOPOLOGIA DE REDE - Linha de Bus KNX
N.º de Participantes por linha de Bus
Até 64 participantes (255 com repetidores)
Sensores (até 16 entradas por ponto de bus)
Actuadores (até 16 saídas por ponto de bus)
Comprimentos máximo de linha de bus:
Distancia máxima à fonte de bus: 350m;
Total de cabo : 1000m.
Estrela
Árvore
Anel
Linha
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TOPOLOGIA DE REDE - KNX ao KNXnet/IP
LK
LK
LK
LK
LK
LK
LK
LK
LK
LK
IP Router as line coupler
Area 1
(West wing)
Line 1.5 Line 2.5
Level 5
Line 1.4 Line 2.4
Level 4
Line 1.3 Line 2.3
Level 3
Line 1.2 Line 2.2
Level 2
Line 1.1 Line 2.1
Level 1
Data network
(LAN)
Area 2
(East wing)
I2_14028
1.5.0 2.5.0
1.4.0 2.4.0
1.3.0 2.3.0
1.2.0 2.2.0
1.1.0 2.1.0
KNX
Topologia Ethernet
Acopladores de linha substituídos por IP
routers.
Dispensa a utilização de acopladores de
Backbone. Esta configuração permite a
ligação de cada edifício através da
Ethernet (LAN) e a utilização das redes
estruturadas.
A correta configuração dos IP-routers,
facilita o comissionamento e torna os
grandes e pequenos projetos individuais
mais fáceis de gerir.
N 146/02 N 148/22
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Diming 1..10V
*
* Trade name of the DALI Working Group
B
C
U
N L1
N
L
Dimmer
220V
Dimmer Universal
BusKNX Leading-edge dimmer
Trailing-edge dimmer
• Adaptado para o controlo de cargas resistivas,
indutivas e capacitivas;
• Auto-adapta-se ao tipo de carga;
• Regulação pela variação de potência entregue à
carga nos 220VAC ou 110VAC.
• Carga mínima e máxima especificada.
• Utilizado no controlo de iluminação fluorescente,
halogena de muito baixa tensão e Led’s com
drivers adequados;
• Nível de regulação em função do nível de tensão
contínua no cabo de controlo.
• Utilizado no controlo de iluminação fluorescente,
halogena de muito baixa tensão e Led’s com
drivers adequados;
• Comando por sinal digital
• Dispositivos endereçáveis.
Atuadores de Dimerização
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Segurança KNX
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KNX IP SECURE
Transmissão segura
através da internet
KNX DATA SECURE
Transmissão segura
dentro da instalação
Todos os
telegramas KNX
entre dois (ou
mais) acopladores
IP estão SEGURAS
A comunicação de
1 dispositivo para
1 ou mais
dispositivos estão
SEGURAS
• KNX Secure utiliza AES128 CCM para encriptação / autenticação
• Advanced Encryption Standard (AES) é um padrão de algoritmo de encriptação (ISO/IEC 18033-3)
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KNX IoT
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IoT: Rede de objetos
físicos ou “coisas” com
eletrónica incorporada,
software, sensores e
conetividade de rede.
2020: 50 mil milhões de
tais objetos.
Serviços Web KNX, o objetivo…
Criam a possibilidade de interligar sistemas IT e redes KNX
por intermédio de uma Gateway KNX!
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Redução de consumos de energia
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28%
lluminação
Outros
Energia num Edifício
EN15232
Iluminação Sombreamento
A Iluminação automática
e.g. controlo automático do nível de
iluminação
e.g. deteção automática de presença
Controlo combinado de persianas e controlo
automático de temperatura
B Idem A Controlo automático de persianas
C Controlo manual de Iluminação
e.g. ligar manual e sinal central de desligar
Operação manual de sombreamento
motorizado
D Controlo manual de Iluminação
e.g. ligar / desligar manual
Operação manual de sombreamento
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Redução do consumo com iluminação
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07:00 21:00
13
18:00
0
2
0. Comando manual
1. Desligar central, funções horárias desligam iluminação deixada ligada
inadvertidamente pelos utilizadores.
2. Regulação constante de iluminação reduz a contribuição da iluminação artificial em
função da natural. 2 métodos:
• open loop
• close loop.
3. Detecção de presença desliga iluminação quando as pessoas estão ausentes
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Regulação constante de iluminação
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1ª linha de
luminárias
Iluminação natural
disponível
Sensor de
luminosidade
500 lx nível de luminosidade desejado
Iluminação artificial
necessária
26% 48% 70%
E.g. 100%
E.g. 70%
2ª linha de
luminárias
3ª linha de
luminárias
21
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Sensor exterior
K
Open Loop Control
Apenas um sensor exterior (ou um sensor por
fachada)
Necessária engenharia avançada
Influensiável negativamente por sistemas de
protecção solar.
Regulação constante de iluminação
2 métodos: open loop / close loop
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Sensor interior
Close Loop Control
Um sensor por divisão ou zona de trabalho
Engenharia simplificada
Reage aos sistemas de protecção solar.
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Controlo por detecção de presença
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Detecção Presença
Detecção Movimento
Cuidados na instalação:
Sensores de luminosidade afastados da incidência directa de fontes de luz: iluminação indirecta,
iluminação exterior, etc...
Sensores de presença localizados sobre os postos de trabalho.
Mínimo consumo de energia, máximo conforto
e máxima segurança:
Poupança de energia graças ao controlo de
iluminação pela utilização intensiva da iluminação
natural.
Dependendo da distancia à janela, a
iluminação é controlada em grupos separados.
A integração com sistemas de AVAC, permite
obter poupanças energéticas significativas.
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Redução da Energia na Iluminação
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PRESSUPOSTOS DE CÁLCULO:
Cálculo para edifícios de escritórios;
Latitude: Regensburg, Alemanha – 49º00,5’ N
Gradiente de luminosidade, período de utilização dos escritórios, etc… obtidos a partir de:
- DIN V 18599
- OSRAM
- Intep Integrale Planungs GmbH
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Redução de consumos de energia com persianas
• Estratégias e aplicações
– Adaptáveis a qualquer tipo
de persiana e estore
– Aumentam o conforto dos
utilizadores ao reduzir
reflexões no plano de
trabalho e monitores
– Permitem tirar o máximo
partido de sistemas de
controlo de iluminação
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Proteção solar e anti encandeamento
•Controlo da abertura de lamelas
– Bloqueio da incidência solar directa
sobre o posto de trabalho
– Maximização da penetração de luz difusa.
•Controlo da altura das persianas
– Bloqueio da incidência solar sobre o
posto de trabalho
– Controlo sobre a distancia máxima de
penetração da incidência solar (50cm).
Penetração máxima da luz
solar
3
3
1
2
Reflexão total da
incidência solar
Penetração da luz natural
difusa
1
2
1
2
1
2
Centrais meteorológicas compactas, controlam e protegem de forma fiável todos os sistemas
de protecção solar do edifício (estores, toldos, etc...) utilizando sensores integrados.
Calculam a posição do sol (altura e azimute), para controle do posicionamento dos sistemas de
protecção solar, com base na posição geográfica do edificio e exposição solar.
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Sistemas de supervisão e controlo
• Visualização do estado da
instalação e comandos
• Registo e reconhecimento
de alarmes
• Envio de mensagens de
alarmes por email ou SMS
• Emissão de registos de
manutenção
• Análise de consumos,
manobras e horas de
operação
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Eficiência Energética: Processo Contínuo
• Medição sectorizada e por
função: iluminação,
climatização e outras cargas;
• Manutenção dos sistemas é
obrigatória;
• Sistemas centralizados são
obrigatórios acima dos 250kVA
e registos de consumos têm
que ser mantidos por 6 anos;
• Eficiência Energética é uma
processo contínuo e não um
ato isolado.
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