Самое время теперь попытаться разобраться в том, что же такое интеллектуальное здание и корректно ли мы понимаем этот термин. «Интеллектуальное здание» — это не совсем удачный перевод с английского языка словосочетания «intelligent building». Английское слово «intelligent», буквально означающее «разумный, понятливый», в сочетании со словом «building» использовано в значении «гибкий, приспосабливаемый». Так что этот термин в первоначальном смысле означает «здание, готовое к изменениям» или «приспосабливаемое (гибкое) здание». Понятие «интеллектуальное здание» означает «здание, способное приспосабливаться к изменениям окружающей среды». Другими словами, это здание, способное, во-первых, адекватно реагировать на изменения окружающей среды, и, во-вторых, его инженерные системы способны адаптироваться к возможным изменениям в будущем.

Сегодня существует несколько разных технологий для реализации принципов интеллектуального здания. Несмотря на то, что эти технологии имеют похожую архитектуру, разрабатывались они разными производителями и для разных целей. Так, к примеру, протокол Lon Works компании Echelon Corporation был разработан для HVAC-систем (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха). Другой протокол — BACnet (Building Automation Control Network — сетевой протокол для автоматизации зданий) — был создан американским обществом инженеров по отоплению и кондиционированию воздуха (ASHRAE). Разумеется, что разработка при этом велась в направлении совершенствования существующих систем управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием. Одной из основных задач было создание единой информационной среды для обмена информацией между локальными системами автоматики систем отопления и кондиционирования. Остальные функции — управление освещением, жалюзи, рольставнями, сигнализацией и т.п. — добавлялись как дополнительные.

Подобную «родословную» имеют и многие другие протоколы и стандарты, например системы, являющиеся развитием домашних кинотеатров, такие как АМХ и CRESTRON. Это не может не отражаться на их возможностях, характеристиках и области применения. Системы, развившиеся из систем управления микроклиматом, создавались инженерами для инженеров и применяются, в основном, в крупных зданиях, где они помогают решать задачи, которые невозможно решить без единой среды передачи данных (например, мониторинг всех систем здания, согласованная работа различных локальных установок, удаленных друг от друга, и т.д.). Стандарты, создававшиеся на основе домашних кинотеатров, ориентированы на удовлетворение специфических требований покупателей данной техники.

Каждый из этих стандартов (Lon Works, BACnet, AMX, CRESTRON и др.) позволяет построить «интеллектуальное здание», но это оправдано только в том случае, если в проекте здания изначально заложена техника, на которой установлен контроллер данного стандарта.

Стандарт европейской инсталляционной шины (EIB) кардинально отличается тем, что изначально разрабатывался как стандарт для «интеллектуальных зданий». Сначала был разработан стандарт единой информационной среды — шины, а потом — устройства, которые к этой шине могут быть подключены. Благодаря такому подходу и разумной политике ассоциации производителей, поддерживающих стандарт EIB, в системах на базе EIB-устройств нет «акцентов» на какую-нибудь из инженерных подсистем.
EIB предоставляет одинаково удобные и эффективные решения как для управления освещением, микроклиматом, жалюзи, сигнализацией и т.д., так и для централизованного мониторинга, управления, диспетчеризации подсистем здания. При этом система не только предоставляет дополнительные возможности проектантам и обслуживающему персоналу здания, но и обеспечивает комфорт и безо пасность людей, пребывающих в здании. Применение европейской инсталляционной шины позволяет свести к минимуму количество элементов управления (выключателей, термостатов, пультов и т.д.), с которыми приходится «общаться» человеку в современном помещении. 

EIB — общие положения

В чем же разница между классической электропроводкой и проводкой под устройства стандарта EIB? Какие выгоды дает применение этого стандарта пользователю и инсталлятору? На рис. 1 и 2 показана архитектура классической электропроводки и проводки для устройств EIB. В качестве примера приведена система с достаточно развитой функциональностью, а именно, здесь есть

• контроль освещенности в поме щении в зависимости от внешней освещенности;
• дистанционное управление с по мощью ИК-пульта; панель управления светильниками;
• диспетчерский пульт контроля.

Как видно на рис. 1 при реализации без EIB-устройств для каждого устройства необходима не только силовая линия, но и отдельная линия ДЛЯ

• каждой управляющей команды (от кнопки к исполнителю);
• каждого измерительного прибора (в данном случае датчик освещенности);
• каждого индикатора состояния прибора (на диспетчерской панели);
• каждого контроллера или регулятора.

При использовании европейской инсталляционной шины все линии, которые не являются силовыми, объединяются в одну (зеленая линия на рис. 2.). Кроме экономии кабеля и упрощения работ по его прокладке, такая схема более гибкая и перенастраиваемая, так как позволяет менять оконечные устройства и их функции без изменения проводки. При этом инсталляционная шина используется не только для передачи данных, но и для питания устройств, подключаемых к ней, в том числе сенсорных панелей и выключателей. Напряжение питания в шине — 29 В постоянного тока. Благодаря этому мы можем говорить о том, что применение стандарта EIB повышает уровень безопасности для человека.  

Архитектура ЕIВ-систем

EIB — децентрализованная система, которая для нормальной работы не требует подключенного ком пьютера либо какого-нибудь специального контроллера. Микроконтроллеры, обеспечивающие «интеллектуальность» системы, расположены в каждом из устройств, подключаемых к шине, — станциях (STN). Каждая станция посредством цифровых телеграмм может обмениваться через шину ин формацией с другими станциями. Стандарт предусматривает применение в качестве шины кабеля типа JY(ST)Y 2x2x0,8 или PYCYM 2x2x0,8 (две пары сечением 0,8 мм в экране; см. заставку). При этом используется одна пара; вторая находится в резерве или применяется для подачи дополнительного напряжения.

Минимальная конфигурация системы, предусмотренная стандартом EIB, —линия (Line). Для питания STN в линии с помощью блока питания поддерживается постоянное напряжение 29 В. К линии можно подключить до 64 станций (STN). Количество STN ограничивается мощностью блока питания. Топология линии может быть любой: «звезда», «дерево» или их комбинация, за исключением «кольца». В то же время существуют некоторые ограничения на длину кабеля между STN (таблица).
Все станции по выполняемым функциям делятся на четыре типа:

• системные устройства (systemdevices): блок питания, последовательный интерфейс (RS-232), коплер линии, коплер области и т.д.;
• сенсоры (sensors): кнопки, сенсорные панели, дисплеи, датчики (ветра, дождя, освещенности и т.д.), термостаты, аналоговые и дискретные входы;
• активаторы (actuators): реле (switching actuators), светорегуляторы (dimming switching actuators), блоки управления жалюзи и рольставнями, контроллеры температуры (heating actuators) и т.д.;
• контроллеры (controllers): сенсоры и активаторы могут логически между собой соединяться спомощью контроллеров (таких как модуль логики, программный модуль и т.д.) для расширения функциональных возможностей.

Системные устройства обеспечивают работоспособность линии и практически все являются обязательными в любой конфигурации системы. Сенсоры — это та часть системы, с которой «общается» человек, находящийся в помещении. Другая часть сенсоров является «глазами» и «ушами» системы. Сенсоры воспринимают воздействия человека или окружающей среды, переводят их в цифровой формат и передают в виде телеграмм в шину. Активаторы чаще всего размещаются в распределительном щите; к ним подводятся силовые линии и подключаются потребители. Основная функция активаторов — коммутация силовых линий нагрузки. Активатор «читает» все телеграммы, проходящие через шину, но выполняет только те, которые предназначены для него. И сенсоры, и активаторы имеют достаточно ограниченный набор логических функции (простые «И» и «ИЛИ» и т.п.), поэтому для реализации сложных алгоритмов необходимы контроллеры. На рис. 3 представлена типовая структура распределительного щита для одной линии.

Устройства 1-3 являются типовыми не только для системы EIB, но и для любого грамотно спроектированного распределительного щита. Устройства 4-6 относятся исключительно к EIB.

Так как количество станций ограничено, то возникает справедливый вопрос: «Как быть, если необходимо увеличить их количество?». Для расширения системы предусмотрена возможность объединения до 12 линий в основную линию (Main line), а если этого недостаточно, то архитектура системы предусматривает следующую структурную единицу — область (Area). Область включает в себя до 15 основных линий. Все эти структурные единицы имеют единое адресное пространство, и телеграммы из одной линии доходят до устройств в другой. В местах, где линии связываются, устанавливаются так называемые коплеры линии (Line coupler), выполняющие функцию шлюза между линиями. Таким образом, общее количество станций в системе может достигать 45 900.

Устройства EIB поставляются производителями незапрограммированными. Для создания проекта и программирования используется платное программное обеспечение ETS (EIB tool software). В ETS подгружаются библиотеки приложений для каждого из устройств; эти библиотеки распространяются бесплатно. После создания проекта в ETS компьютер подключается к шине через интерфейс RS-232, а приложения загружаются в каждую из STN. Для того чтобы правильно идентифицировать, в какую STN загружать приложение, всем станциям присваиваются физические адреса.

Стандарт EIB предусматривает два вида адресов: физические и групповые. Физический адрес присваивается каждой станции и состоит из трех частей, разделенных точкой. Первая часть — номер области, которой принадлежит станция, вторая — номер основной линии, третья — номер станции в линии. Группы — отдельная структура в EIB. Они также имеют иерархию: основная группа, средняя группа, группа. Аналогично физическому групповой адрес состоит из трех частей: номер основной группы, номер средней группы и номер группы. С помощью групп проектировщик устанавливает взаи мосвязи между STN. Так, для того чтобы по нажатию кнопки сенсора замыкался контакт реле активатора, нужно, чтобы и кнопка, и контакт реле входили в группу с одним адресом.

Благодаря такому подходу любая станция может быть перепрограммирована без нарушения работоспособности системы в целом, при этом система не потребует какой-либо процедуры перезапуска. Расширение системы также является «безболезненной процедурой». А благодаря отсутствию центрального блока управления при выходе из строя одной из STN система остается работоспособной. Таким образом, применение стандарта EIB обеспечивает достижение гибкости, масштабируемости и надежности инженерных систем здания, что и является отличительной чертой современных интеллектуальных зданий.

В заключение хотелось бы отметить, что в этой статье затронуты только основные моменты реализации проектов на основе стандарта EIB. За более подробной информацией нужно обращаться к профессионалам, которые уже есть в Украине и имеют реальный опыт внедрения подобных проектов. Более того, какие-либо гарантии на оборудование вы можете получить только в случае, если оно было установлено сертифицированным инженером и организацией, являющейся EIB-партнером. Поступив таким образом, вы получите поддержку более ста европейских производителей, входящих в Е1В-ассоциацию.

Дмитрий ДАЩЕНКО,
инженер по проектам компании ABB,
dmitry.daschenko@ua.abb.com