Buszrendszerek
A lakások egyre növekvő komfortkövetelményeivel együtt mind komolyabb igények jelennek meg az épületek technikai felszereltségének terén is. Számos olyan berendezést kell beépíteni, amelyek korábban ritkaságszámba mentek, vagy ha alkalmazásuk nem is számított különösebben kivételesnek, az üzemeltetési költségeket egyáltalán nem vették figyelembe. Használatukkor a növekvő kényelmi szintre sem voltak tekintettel.
A műszaki fejlettség mai szintje viszont már lehetővé tesz olyan megoldást is, amelynél az üzemeltetési költségek jelentősen kisebbek lehetnek a korábban elképzelhetetlen komfortszint mellett. És az ára is összehasonlítható a ma már általánosan használt, viszonylag egyszerű helyi vezérlőrendszerek beszerzési árával, amelyek általában mindig csak egy közös üzemelési területet vezérelnek végzik (van egy külön rendszer a fűtés szabályozására, egy másik önálló rendszer a redőnyök kezelésére stb.).
Hogyan lehetséges ez? Mielőtt a kérdést megválaszolnánk, nézzük meg közelebbről, milyen a jelenlegi helyzet.
Az egyes funkciók kezelésekor megfigyelhető, hogy a működési költségek csökkentéséhez és a kívánt komfortszint eléréséhez (de ugyanígy pl. az épület illetéktelen behatolásokkal szembeni megfelelő védelmére is) egy egész sor érzékelőre van szükség, amelyek különböző fizikai mennyiségeket figyelnek. A tőlük érkező adatokat aztán az egyes szabályozási körök kiértékelik, és pl. úgy irányítják a rendszer működését, hogy az elektromosenergia-fogyasztás a lehető legoptimálisabb legyen. Alaposabban megvizsgálva észrevehető, hogy sok érzékelőberendezés ismétlődően előfordul az egyes helyi vezérlőrendszerekben. Ezenkívül minél nagyobb követelményeket támasztunk az energiamegtakarítás és a kényelem terén, annál több összekötővezetéket igényel a kiépítés. Mindez nehézkes és körülményesen megvalósítható vezérlőrendszereket jelent, amelyeken szinte lehetetlen utólag változtatni. Ujabb elemekkel is hasonlóan nehéz őket kibővíteni, többnyire nem is lehet megoldani valamiféle (legalább kisebb mértékű) építészeti beavatkozás nélkül.
Az érzékelőket és a kezelőszerveket a belső térben gyakran ugyanott helyezik el, mint a többi házi készüléket, vagy legalábbis azokhoz közel. A részelemek és résztechnológiák beszállítói általában ezeket a készülékeket is olyan külsővel szállítják, amilyen éppen van a raktáron, függetlenül a többi készülék kialakításától. Minden műszakilag megfelelően kialakított rendszernek olyannak kell lennie, hogy különböző gyártók különböző formatervezésű vezérlőelemeit és kezelőszerveit lehessen benne alkalmazni. Feltehetőleg senki sem hinne annak a szakembernek, aki azt állítaná, hogy egyedül az ő cégének redőnykapcsolói képesek be-és kikapcsolni a cég által forgalmazott árnyékolószerkezet motorjait.
Ha az összes szabályozott tevékenység vezérléséhez egyetlen közös vezérlőrendszert használunk, akkor egy közös érzékelő több tevékenység vezérlésében is részt tud venni. Például ugyanaz a termosztát fogja a fűtést és a hűtést szabályozni, egyetlen ablakhoz felszerelt érintkező több feladatot is elláthat stb. Ezáltal a vezérlőkészülékek száma is lecsökkenthető a feltétlenül szükséges mennyiségre, és így már a közös dizájn is megoldható, pl. többszörös keretbe építéssel. Mindez jelentős megtakarításokat jelent a felhasznált alkotóelemekben, nemcsak hogy nem kisebb, hanem ellenkezőleg, rendszerint nagyobb komfortszint mellett. Ráadásul az üzemeltetési költségek is jelentősen lecsökkennek, az egyes funkciók ugyanis kölcsönösen támogathatják egymást.
Ez gyakorlati példákkal is alátámasztható. A fűtés és a hűtés közös vezérlése megakadályozza, hogy a két műveletet váltakozva vagy akár egyszerre végezzék, tehát egyértelműen gátolja az energiapazarlást. Az ablakokhoz felszerelt érintkezők egyúttal a fűtést is leállítják szellőztetéskor, aminek köszönhetően a fűtési rendszer még ésszerűbben fog működni - amikor egy helyiségben kinyílik az ablak, leáll a fűtés. Nem fog tehát sok hő fölöslegesen a szabadba jutni, ugyanis a hőmérséklet-érzékelő egyébként logikusan éppen akkor állítja a fűtést teljes üzemre, amikor kívülről beáramlik a hideg levegő. A külső redőnyök mozgását vezérlő rendszer a ház déli oldalán lévő lamellákat a téli időszakban úgy állítja be, hogy a napfény az épület belsejébe verődjön vissza, nyáron pedig a szabadba. Az egyébként tökéletesen működő, de a többi rendszerrel nem együttműködő helyi automatizált üzemmóddal összehasonlítva még kb. 15 % energiát lehet megtakarítani a kívánt komfortszint eléréséhez.
Ma már nagy választékban kaphatók különböző vezérlőrendszerek, és többségük alkalmas több feladat vezérlésére is. A választáskor célszerű figyelembe venni néhány fontosnak mondható kritériumot. Elsősorban is a rendszert mindig az alapján kell megítélni, el tudja-e látni az elvárt vezérlési feladatokat, és azt milyen kényelmi szinten teszi. Meg kell pl. győződni róla, hogy a rendszer:
- a vezérlést valóban az elvárt szinten végzi, és külső formája is megfelel az elképzeléseknek;
- a lehető legnagyobb megtakarítást teszi lehetővé az üzemeltetési költségekben;
- egyszerűbbé válik vele a belső elektromos hálózat;
- szabályozni és kezelni tudja az összes kívánt funkciót;
- van lehetőség utólagos bővítésére és változtatására építészeti beavatkozás nélkül;
- vizualizációs eszközök is felszerelhetőek hozzá;
- javítása és karbantartása távúton is megoldható (pl. az Interneten keresztül);
- nem egyetlen gyártó terméke, hogy alkalmazási területe ne lehessen korlátozva.
Hogyan lehet elérni a fenti tulajdonságokat? „Okos" készülékek alkalmazásával! Hogyan néz ki egy ilyen rendszer az elektromos hálózatban? Az egyik oldalon találjuk az érzékelőket, míg a másikon a beavatkozókat. Az összes elemhez megfelelő elektronikus kör tartozik, amelyek egy átviteli rendszerrel van összekötve, ami pl. egy egyszerű, rendszerint két-erű vezeték. Ezen keresztül folyik a címzett kommunikáció kódolt üzenetek, parancskódok, vagyis soros (egymást követő) vezérlőimpulzusokkal. Az érzékelő elküldi a parancsot a buszra, a beavatkozó végrehajtja azt, majd egy másik üzenetben visszajelzést küld a parancs végrehajtásáról. Ez azt jelenti, hogy az érzékelő és a beavatkozó között egyáltalán nem kell közvetlen elektromos összeköttetésnek lennie (többnyire nincs is); a táviratváltások a közös átviteli rendszeren történnek, függetlenül a hálózati villamos vezetékektől. Léteznek ugyan olyan hasonló elven működő rendszerek is, ahol nincs önálló átviteli rendszer, és a kommunikációra is a hálózati villamos vezetékek szolgálnak, ilyen megoldásnál azonban számolni kell a különböző zavaró hatásokkal, és csak akkor működik megfelelően, ha a hálózati feszültség- és frekvenciaingadozás nem lépi túl az európai normákban megszabott mértéket. A mi energetikai rendszerünk viszont még nem tudja biztonságosan garantálni az áramszolgáltatás minőségét, ezért a továbbiakban csak az árnyékolt buszvezetékkel üzemelő rendszerekkel foglalkozunk, ahol a külső zavaró hatások valószínűsége nagyon kicsi.
Az elektromos kiépítések tehát jelentősen leegyszerűsödnek, amikor az egyes elemekhez programozható mikroelektronikai köröket alakítunk ki. A buszon nyilván nem uralkodhat anarchia, ezért nagyon pontosan kidolgozott vezérléssel kell dolgoznia. A legegyszerűbb elven működő megoldás, ha az irányítást egyetlen központi vezérlőegység végzi. Az összes információ keresztülhalad rajta, és a központ dönti el azt is, mikor melyik buszrésztvevő küld éppen adatot vagy fogad parancsot. Az ilyen elvű buszrendszert leggyakrabban az ipari folyamatok vezérléséhez használják.
Ezek után kérdés lehet, hogy egyszerűen megfogalmazva mi is az a buszrendszer? Mi a központi vezérlőegység? Ez utóbbi nem más, mint egy mikro számítógépes vezérlő, amely az úgynevezett multiplex kábelezési rendszer alkalmazását sugallja. Az igen nagyszámú fogyasztóhoz (izzólámpák, fűtő-, szellőztetőrendszerek, különböző háztartási fogyasztók, redőnyök bérléséhez, vagyonvédelmi rendszerekhez stb.) vezető számtalan kábel helyett ezzel a megoldással csak két vezérlővezeték szükséges.
A különböző parancsadó egységek (érzékelők, vezérlők stb.) ugyanerre a közös vezérlő vezetékpárra csatlakoznak. Az ilyen buszrendszerekkel jelentős számú vezeték takarítható meg, pl. a családi házunkban. Újabban személygépkocsikon is terjed a használatuk. Itt a nagyszámú fogyasztóhoz vezető számtalan kábel helyett a hagyományos testelési rendszert megtartva kettő elegendő, ami komoly anyag- és költségmegtakarítást jelent. Egy korszerű személygépkocsiban pl. 600 m rézkábel, mintegy 100 db kábelcsatlakozó és min. 20 jelfogó található. Az ilyen multiplex kábelrendszerrel a terjedelmes kábelhálózat nagymértékben csökkenthető.
A buszrendszeres lakóházaknál hátrányt jelent a központi vezérlőegység megkerülhetetlen használata, mert ha pl. elromlik, akkor az egész kiépített rendszer használhatatlanná válik.
Épületek működtetésének vezérlésére sokkal előnyösebb a decentralizált vezérlésű buszrendszerű üzemeltetés. így egy alkotóelem meghibásodásakor csak az egyik tevékenységi terület irányítása áll le, és a javítás is jóval egyszerűbb és olcsóbb, mint az egész vezérlőegység cseréje. Mint már említettük, az átviteli rendszerhez csatlakozik a szükséges számú érzékelő, ill. vezérlő, vagyis a parancsadó egység. Fajtájuk, működésük alapelve a kívánt üzemeltetési módtól függ. Kézi kezelésnél nyomógombos vezérlők lesznek, a személyek mozgásától vagy jelenlététől függő automatikus vezérléshez az erre a célra megfelelő passzív infravörös érzékelők, a külső fényviszonyokat figyelembe vevő szabályozáshoz fényérzékelők, vagy lehetnek időkapcsolók és más hasonló készülékek. A kapcsolást vagy szabályozást végző beavatkozók akármelyik érzékelő utasítására reagálhatnak, ha a felhasználó úgy kívánja. Például a világítás is üzemelhet teljesen automatikusan, embertől érkező parancsok alapján vagy a különböző típusú parancsok akár kombinálhatóak is.
A legelterjedtebb decentralizált rendszer Európában az EIB rendszer (European Installation Bus - Európai Busz Szabvány). Ezt a buszt használva több mint 110, elektromos hálózati készülékeket, házi fogyasztókat és klímaberendezéseket gyártó vezető európai cég termékei tudnak egymással kommunikálni. Ezek a vállalatok hozták létre a brüsszeli központú EIBA nemzetközi szövetséget.