Умный Дом на контроллерах

Идея системы «Умный Дом» на базе промышленных свободно программируемых логических контроллеров (ПЛК, часто используют англ. PLC) состоит в том, чтобы снять интеллектуальные функции с оконечных устройств автоматики Умного Дома (датчиков и активаторов) и использовать одно интеллектуальное устройство для множества простых и дешёвых устройств (обычных выключателей, обычных реле и т.д.). За счёт этого мы приобретаем экономическую выгоду и возможность применения сложных алгоритмов, доступных ранее только в промышленности.

Виды ПЛК:

1. интеллектуальные реле (Siemens LOGO!, Mitsubishi Alpha , Zelio Logic, Omron ZEN, Moeller EASY, Comat BoxX) - самые простые ПЛК (часто используются в быту)

2. программные ПЛК на базе PC-совместимых компьютеров, так называемые SoftPLC — "альтернатива" настоящим PLC

3. OMRON, Siemens Simatic S7, ОВЕН ПЛК, Segnetics, Direct Logic, Mitsubishi FX, Modicon TSX Quantum, Wago, Beckhoff, B&R - "настоящие" PLC

Подробнее о ПЛК можно узнать на сайте http://www.plcopen.org

Система «Умный Дом» с применением промышленных контроллеров приобретает централизованный вид:

Контроллер состоит из интеллектуальной части (сам процессор) и модулей расширения, обеспечивающих преобразование электрического сигнала на входе/выходе в логическую переменную используемую в программе контроллера.
Для управления, например, группой света, к выходу модуля цифрового вывода подключается любое (дешёвое) коммутационное реле с выходом 220В 10А.

К модулю цифрового входа напрямую подключается обычный выключатель, только он коммутирует не электрическую силовую цепь, а низковольтную логическую. Стоит обратить внимание, что при этом выбор выключателей по дизайну для системы «Умный Дом» расширяется с исключительно интеллектуальных на любые выключатели.

В дальнейшем возможности системы ограничиваются только наличием коммуникационных и специальных модулей.
Так, например, для диммирования можно использовать не внешний управляемый диммер, а специальный модуль со встроенным диммером для группы освещения мощностью до 600Вт

Для измерения 3х фазного напряжения, потребляемого тока, cos Ф, общей мощности есть специализированый модуль измерения мощности:

Если на объекте всё-таки установленны интеллектуальные выключатели или любое интеллектуальное оборудование, то есть модули преобразующие переменные шины интеллектуальных выключателей в переменные доступные для обработки программой контроллера:

Вот далеко не полный список интерфейсов доступных для интеграции в общую систему:
RS232, RS485, Modbus, EIB (KNX), LON, DALI, CANopen

Шкаф автоматики Умный Дом Beckhoff:


В программе контроллера прописывается алгоритм, сцена, режим, расписание и пр. работы цифровых выходов в зависимости от сигналов с выключателей на входах. Для программирования ПЛК используются стандартизированные языки МЭК (IEC) стандартом IEC61131-3

Плюсы системы:

1. централизованное расположение интеллектуального оборудования в одном или нескольких щитах (поэтажно, поквартирно etc.);

2. высокие интеллектуальные возможности даже самого простого контроллера, вплоть до использования контроллера Embedded PC, являющегося настоящим промышленным ПК;

3. возможность использовать для задач Умного Дома дешёвое оборудование с простыми интерфейсами (например, простой выключатель с интерфейсом «сухой контакт»);

4. возможность использовать любое сложное оборудование с любыми открытыми интерфейсами (LON, EIB (KNX), RS232, RS485, и т.д.).

Минусы системы:

1. централизованное интеллектуальное оборудование: при выходе из строя процессора или программы работы процессора вся подсистема обслуживаемая контроллером парализуется;

2. высокая стоимость контроллера делает невыгодным его использование для простых задач. (например, управление с пяти выключателей пятью группами света).

В заключение отметим, что данная система уже была успешно реализована нашими инженерами на ряде объектов. Промышленные контроллеры, использованные нашими специалистами, показали исключительную надёжность: на настоящий момент случаи отказа нам пока неизвестны. Тем не менее, при проектировании системы мы уделяем внимание также и противоаварийным схемам — например, при отказе или отключении контроллера клапаны приводов системы отопления открываются, а часть групп освещения коммутируется через нормально-замкнутые контакты (т.е. включается аварийное освещение).

Информация с сайта: http://www.dom-intel.ru