Das KNX-Bussystem Grundprinzip einfach erklärt
KNX ist eine Bustechnik zum Einsatz in der Gebäudeautomation. Aus der Integration eines KNX Bussystem in die Elektroinstallation eines Gebäudes resultieren neben einem höheren Komfort eine erhöhte Flexibilität bei der Steuerung unterschiedlicher Geräte wie Beleuchtungselementen, Beschattungssystemen oder Fensteröffnern.
Bei KNX handelt es sich um einen offenen Standard. Ende 2003 wurde KNX in die EN 50090 übernommen. Die Akzeptanz als internationale Norm ISO/IEC 14543-3 erfolgte Ende 2006.
Unterschiede zwischen einem KNX Bussystem und herkömmlicher Elektroinstallation
Bei der allgemeinen Elektroinstallation handelt es sich um eine Installationsform, bei der Steuerfunktion und Energieverteilung fest verbunden sind. Die Steuerfunktion arbeitet über eine Parallel- oder Reihenschaltung. Der Nachteil einer herkömmlichen Elektroinstallation liegt im hohen Aufwand für nachträgliche Änderungen der bestehenden Schaltung. Dies gilt für die nachträgliche Änderung aller Steuerungsfunktionen.
Die KNX Bustechnik arbeitet auf zwei Ebenen. Im Gegensatz zur normalen Elektroinstallation trennt das Bussystem die Steuerung der Geräte und die Stromversorgung. Daraus ergeben sich zwei Netze. Ein Wechselstrom-Netz zur Stromversorgung und das Steuerungsnetz, der KNX Bus, das über eine 30 V Gleichspannung verfügt. Durch diese Trennung von Stromversorgung und Steuerung wird bei Bedarf die getrennte Verlegung der beiden Netze möglich.
Eine Variante für die vorwiegend nachträgliche Installation ist die Bustechnik Powernet-KNX, das zur Übermittlung der Steuersignale ein phasengekoppeltes Stromnetz verwendet.
Funktion und Programmierung der Bustechnik
Ein Bussystem steuert über die Aktoren, die als Steuerungsgerät dienen, die verschiedenen Verbraucher (Fenster, Beschattungssystem, Beleuchtung) an. Die Installation des Aktors erfolgt zwischen dem Verbraucher und dem KNX-Bus. Der KNX-Bus wiederum kommuniziert mit installierten Sensoren oder einem Computer, der zur Schaltungsregelung oder Auswertung von Sensordaten.
Diese Endgeräte übermitteln an den Bus die entsprechenden Daten, die vom Bus an den Aktor weitergeleitet werden. Die Aufgabe des Aktors ist, die Netzspannung für den angeschlossenen Verbraucher zu aktivieren oder zu deaktivieren. Durch die Aktivierung der Netzspannung wird beispielsweise ein Beschattungssystem eingefahren. Oder die Fenster werden geöffnet oder geschlossen.
Die Übertragungsrate eines Bussystems ist mit 9,6 kBit pro Sekunde so hoch, dass es theoretisch in der Lage ist, mehr als 60.000 Verbraucher gleichzeitig zu steuern. Vorausgesetzt, die Programmierung wird korrekt durchgeführt.
Bevor ein Bussystem in den Wirkbetrieb geht, muss es entsprechend den Anforderungen programmiert werden. Für diesen Zweck steht eine spezielle standardisierte Software zur Verfügung. Diese Engineering Tool Software (ETS) weist die unterschiedlichen Gruppenadressen zu und programmiert die in das System involvierten Teilnehmer.
Die Standardisierung und Bereitstellung dieser Software erfolgt durch die KNX Association, der Dachorganisation für KNX Bustechnik. Erst durch diese Standardisierung wird die Kompatibilität verschiedener Komponenten unterschiedlicher Hersteller gewährleistet.
Das KNX Bussystem und seine Strukturen
Die KNX Bustechnik weist eine physikalische und eine logische Struktur auf. Die physikalische Linie Struktur stellt die Aufteilung der KNX Bustechnik dar.
Die theoretische Aufteilung für ein Bussystem ohne Linienerweiterung sieht wie folgt aus:
- 15 Bereiche mit jeweils Linien
- 265 Teilnehmer pro Linie
Obwohl theoretisch 61.455 Busteilnehmer an einen KNX-Bus angeschlossen werden können, ist die Anzahl der Teilnehmer durch die vorhandene Spannungsversorgung auf 64 Teilnehmer pro Linie beschränkt. Durch die Installation von maximal drei Linienverstärkern kann eine Linie erweitert werden, wodurch pro Erweiterungslinie weitere 64 Teilnehmer möglich sind.
Die Hauptlinie und die Bereichslinie eines Bussystems werden als übergeordnete Linien angesehen und nehmen die Geräte mit Zentralfunktionen auf. Zu diesen Geräten zählen Aktoren, Sensoren und deren Schaltausgänge.
Die logische Struktur ist die frei programmierbare Struktur des Systems. Hier erfolgt die Verbindung von Aktoren und Sensoren über eine Gruppenadresse. Kommt es zu Abänderungen im Verbrauchersystem, kann diese Änderung über die Programmierung jederzeit neu eingepflegt werden und die aufwendige Neuinstallation von Leitungen entfällt.
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