Domotica en programmeerbaar relais PDF

Preview

Summary

Download Domotica en programmeerbaar relais PDF

Description

Domotica en programmeerbare relais

    

    

1

Domotica en programmeerbare relais

2

Inhoudstafel Inhoudstafel Domotica

2 4

1 Algemeenheden

4

2 Soorten uitvoeringen

5

2.1

Uitvoering in sterstructuur

5

2.2

Uitvoering in busstructuur

5

2.3

Uitvoering in bus – sterstructuur

6

Programmeerbare relais

1 Inleiding

8

8

1.1

Comfortschakelingen met programmeerbare relais

8

1.2

Bouwvormen programmeerbare relais

8

1.3

Programmatie

9

1.4

Enkele fabrikanten van programmeerbare relais

1.5

Algemene kenmerken

10

1.5.1 Voedingsspanning

10

1.5.2 Aard van de ingangen

10

1.5.3 Aard van de uitgangen

10

1.5.4 Aantal in- en uitgangen (IN / OUT)

11

2 Montage- en aansluitvoorschriften

9

12

2.1

Monteren en demonteren

12

2.2

Aansluiten van de ingangen

12

2.2.1 Aansluiting op 230V AC

12

2.2.2 Aansluiting op 24V DC

14

Aansluiten van de uitgangen

15

2.3.1 Eigenschappen van de relaisuitgangen

15

2.3.2 Aansluitschema’s

16

2.3

2.4

Plaatsen en aansluiten van een programmeerbaar relais in een verdeelbord

17

2.4.1 Bekabeling

17

2.4.2 Voorbeeld van een eenvoudige installatie

18

2.4.3 Verdeelbord van een uitgebreidere installatie

23

Domotica en programmeerbare relais

3 Programmeren van programmeerbare relais

3

26

3.1

Algemeenheden

26

3.2

Installatie van de software

29

3.3

Werken met de VLS software

30

3.3.1 Opstarten en afsluiten van programma

30

3.3.2 Wat je moet weten voor je begint met programmeren!

32

Programmeeroefeningen

35

3.4.1 Eenvoudige koppeling maken tussen in- en uitgang

35

3.4.2 Drukknopbediening met behulp van een impulsrelais.

38

3.4.3 Bediening op meerdere plaatsen met drukknoppen

40

3.4.4 Bediening op meerdere plaatsen met schakelaars

41

3.4.5 Impulsrelais met gemeenschappelijke uitschakeling

42

3.4.6 Trappenhuisautomaat

43

3.4.7 Programmeren van klokken

46

3.4.8 Afwezigheidsimulatie

51

3.4.9 Paniekschakeling

53

3.4.10 Drukknop met twee functies

53

3.4.11 Schakelen met de toetsen die op het relais staan

56

3.4

Domotica en programmeerbare relais

4

 1 Algemeenheden Wat is domotica? Domotica is een vrij nieuwe technologie, die geleidelijk ingeburgerd raakt. Verlichting, verwarming, koeling, toegangscontrole, beveiliging, geluidsinstallatie, enz. kunnen tegenwoordig met één elektronisch systeem bediend worden. Daarin zit precies de kracht van domotica: het is een totaal geïntegreerd systeem dat ongemerkt het woon- en leefcomfort verhoogt. Je kan met één druk op een toets van je afstandsbediening je TV inschakelen, de rolluiken neerlaten, de verlichting in de zithoek dimmen en andere verlichtingen uitschakelen. Al te dikwijls wordt domotica aan meer luxe gekoppeld: de afstandbediening van verlichting en geluid, de bediening van verwarming via GSM of internet, de visualisatie en de bediening op LCD-aanraakscherm, stemherkenning enz. Enkele voorbeelden: Het is duidelijk dat er talrijke voorbeelden zijn: Automatische regeling van buitenverlichting rekening houdend met de seizoenen en de wintertijd. Automatisch inschakelen van verlichting bij alarm. Met één afstandsbediening niet alleen de verlichting bedienen, maar ook een aantal elektrische apparaten, de fontein, de audio- en videoapparatuur, enz. Met één druk op de knop alle verlichting aan- of uitschakelen. Tijdens het daltarief automatische inschakeling van alle zware verbruikers. Met fraaie, zeer dunne schakelaars draadloos schakelpunten voorzien op plaatsen waar geen bekabeling voorhanden is (ook op glas, deuren, bewegende delen, enz.). Perfecte aanwezigheidssimulatie tijdens vakanties (zelfs het nabootsen van het looptraject woon– slaapkamer ). Automatische routeverlichting (één druk op een toets om ‘s nachts naar het toilet te gaan). Met eén druk op een toets verschillende voorinstellingen oproepen bv. lezen, slapengaan, TV kijken, enz. Aanwezigheidssensoren bedienen niet alleen de verlichting maar brengen ook de verwarming op het gewenste niveau. Vanuit je vakantieplek met een computer op je installatie inloggen en gegevens opvragen. Domotica moet het comfort van de gebruiker verhogen en zorgt voor optimale leefomstandigheden zodat de gebruiker vele routineactiviteiten achterwege laten kan.

Domotica en programmeerbare relais

5

2 Soorten uitvoeringen De minimumvereiste voor domotica is het met elkaar in verbinding brengen van alle huishoudtoestellen en systemen.Op deze manier ontstaat er een netwerk. Dit kan op verschillende manieren gerealiseerd worden. De meest voorkomende netwerkstructuren voor domotica zijn: sterstructuur, busstructuur, ster - busstructuur.

sterstructuur

2.1

busstructuur

ster – busstructuur

UITVOERING IN STERSTRUCTUUR

Bij deze installatie wordt gebruik gemaakt van één centrale computer die alles stuurt en controleert. Alle sensoren (schakelaars, drukknoppen, bewegingsmelders, enz.) en verbruikers (lichtpunten, rolluiken, stopcontacten, elektrische apparaten enz.) worden rechtstreeks op de centrale aangesloten. Groot voordeel van dit systeem is dat de traditionele schakelaars, drukknoppen, enz., rechtstreeks op de centrale eenheid aangesloten worden en dit in gewone VOB draad. Het nadeel is dan weer dat bij een defect van deze centrale eenheid de volledige installatie buiten werking is. Het domotica systeem van o.a. Teletask en Peha zijn op deze manier opgebouwd. De programmeerbare relais worden ook op deze structuur aangesloten. 2.2

UITVOERING IN BUSSTRUCTUUR

De busstructuur is een systeem met zogenaamde ‘decentrale intelligentie'. Dit wil zeggen dat er geen centrale computer is die alles stuurt en controleert, maar dat iedere deelnemer een eigen intelligentie heeft in de vorm van een microprocessor en geheugen. Voor het programmeren is een PC met speciale software vereist. De meest voorkomende installatiebussen zijn de EIB-bus en de Batibus. Zij worden echter meestal gebruikt in grote kantoren, scholen, ziekenhuizen, hotels, enz. Bij deze beide busstructuren worden alle toestellen met elkaar verbonden via een netwerk. Alle informatie wordt via een busleidingnet overgebracht. Daarbij communiceren

Domotica en programmeerbare relais

6

bedieningselementen met uitvoerende apparaten. Sensoren geven hun commando’s ter uitvoering door aan de apparaten. Binnen het net kunnen alle deelnemers (sensoren, verbruikers, actoren) met elkaar communiceren: commando’s, meldingen enz. naar ieder willekeurig adres sturen. Het EIB-systeem (EIB staat voor Europese Installatie Bus). Het grote voordeel van dit installatiebussysteem is dat het een Europees, genormaliseerd systeem is. Meer dan zeventig fabrikanten ondersteunen dit systeem. De componenten van de verschillende fabrikanten kunnen door elkaar gebruikt worden, zodat de beschikbaarheid van componenten geen probleem vormt. De busleiding is een twee-aderige kabel die centraal gevoed wordt op 28V. Het systeem kan steeds uitgebreid worden. Veranderingen van bestaande installaties worden door nieuwe toewijzingen aan de actoren en sensoren bereikt. Een verandering van de bedrading is niet noodzakelijk. Het Batibus-systeem. Dit systeem is, net zoals het EIB-systeem, ontwikkeld voor de automatisering van gebouwen. Het is oorspronkelijk ontwikkeld door enkele Franse bedrijven. Inmiddels zijn er ook zo'n 80 firma's aangesloten bij de BatiBUS club international. Ook hier geldt dat door de vele participanten binnen het BatiBUS-systeem de beschikbaarheid van componenten gewaarborgd is. Net als bij het EIB-systeem heeft bij het Batibus-systeem iedere deelnemer een eigen intelligentie in de vorm van een microprocessor met geheugen.Voor het BatiBUS netwerk wordt gebruik gemaakt van een afgeschermd getwist aderpaar (STP). De voedingsspanning van het netwerk is 15V. 2.3

UITVOERING IN BUS – STERSTRUCTUUR

Deze structuur combineert een centrale eenheid met een sterstructuur en een busstructuur. De Nikobus.is hiervan een voorbeeld. Het Nikobus-systeem is in tegenstelling tot de twee voorgaande systemen een fabrikantgebonden systeem. Het is speciaal ontwikkeld voor toepasssing in woningen en andere kleinere gebouwen. Het hart van het Nikobus-systeem bestaat uit een schakel-, dim- of rolluikmodule die direct de verbruikers schakelt. In deze modules bevindt zich de intelligentie van het systeem gebaseerd op microprocessor techniek. Alle sensoren (schakelaar, bewegingsmelder, winddetector, glasbreukmelder, enzovoort) worden via een twee-aderige busleiding op de schakelmodule aangesloten. Per module kunnen 256 sensoren aangesloten worden. Alle 230V apparaten, wandcontactdozen of verlichtingsarmaturen worden direct geschakeld door deze modules. Voor het 230V gedeelte is er dus sprake van een sterbekabeling.

Domotica en programmeerbare relais

Voorstelling van de structuur van een Nikobus installatie.

7

Domotica en programmeerbare relais

8

 1 Inleiding 1.1

COMFORTSCHAKELINGEN MET PROGRAMMEERBARE RELAIS

Voor het realiseren van deze comfortbehoeften in een residentiële woning kan je uiteraard een domotica systeem zoals eerder besproken installeren, maar het kan ook anders. Het budget van een totaal geïntegreerd domotica systeem is immers voor heel wat klanten niet betaalbaar of te uitgebreid met alle bovenvermelde extra’s. Voor diegenen die toch hun woning willen automatiseren tegen een lage prijs, bestaan er nu modulaire programmeerbare relais of controllers. De kostprijs hiervan is zelfs lager dan realisaties met traditionele componenten zoals: relais, impulsrelais, trappenhuisautomaten, schakelklokken enz. Eén programmeerbaar relais heeft immers de mogelijkheid al deze basisschakelingen te verwezenlijken. In de industrie gebruikt men al jaren programmeerbare relais of PLC’s zoals de grotere systemen worden genoemd. Zij zijn niet meer weg te denken in automatiseringssystemen waar ze een aantal essentiële taken op zich nemen. 1.2

BOUWVORMEN PROGRAMMEERBARE RELAIS

fig. 1 Figuur 1 toont enkele compacte programmeerbare relais. De compacte vorm van deze toestellen maakt het mogelijk ze te plaatsen in een gewone, modulaire huishoudelijke zekeringkast. De breedte varieert tussen de 4 en 8 modules, afhankelijk van het aantal in- en uitgangen. Ook de bedrading is heel wat eenvoudiger dan schakelconfiguraties met traditionele componenten.

Domotica en programmeerbare relais

1.3

9

PROGRAMMATIE

Programmatie is mogelijk direct op het toestel met de voorziene toetsen en het scherm. Deze vorm van programmeren is weinig overzichtelijk en zeker niet aangewezen voor meer uitgebreide toepassingen. De programmatie van dit soort relais is meestal eenvoudiger en overzichtelijker wanneer je werkt met software en een computer. Deze programmeersoftware heeft ook de mogelijkheid om een simulatie van je programma te laten zien. Je bent dus in staat je ontwerp uit te proberen en te optimaliseren totdat het volledig foutloos werkt. Wanneer het programma werkt kan dit van de computer naar het toestel worden verzonden via een kabel die het toestel met je computer verbindt. In dit lespakket maak je gebruik van een software die je toelaat, zonder het toestel te bezitten, voorbeelden volledig uit te werken en te simuleren. 1.4

ENKELE FABRIKANTEN VAN PROGRAMMEERBARE RELAIS

Steeds meer fabrikaten brengen programmeerbare relais op de markt. De schakelmogelijkheden en het aansluiten van de toestellen zijn vergelijkbaar. De software is echter voor elk toestel verschillend. Enkele fabrikanten werken met een soort ladderdiagram (contactplan), andere werken dan weer met functiebouwstenen. De software in dit lespakket maakt gebruik van functiebouwstenen. Meer informatie vind je op de hieronder vermelde webpagina’s. Overzicht van enkele fabrikanten van programmeerbare relais: Fabrikant Crouzet Mitsubishi Electric Moëller Schneider Electric Siemens General-Elektric

Type Millenium Alpha Easy Zelio Logo ElfaLogic

Webpagina www.crouzet.com www.the-new-alpha.com www.benelux.moeller.net www.schneider-electric.be www.siemens.be www.gepowercontrols.com

Het is niet de bedoeling van dit lespakket om je een gebruikershandleiding van een bepaald type van relais ter beschikking te stellen. Je maakt echter op een actieve manier kennis met de mogelijkheden van een programmeerbaar relais in een residentiële woning. We leren je 1 type van relais te programmeren zodat je de basisprincipes begrijpt. Je zal dan makkelijk met de software van andere relais overweg kunnen.

Domotica en programmeerbare relais

1.5

10

ALGEMENE KENMERKEN

1.5.1 Voedingsspanning Meestal kies je voor een programmeerbaar relais, rechtstreeks aansluitbaar op 230V AC. De meeste fabrikanten bieden de volgende voedingsspanningen aan: 230V AC, 24V AC 24V DC, 12V DC. Wanneer je analoge ingangen wenst te gebruiken (zie verder in dit lespakket), moet je kiezen voor een uitvoering op 12V of 24V DC. In dit geval heb je echter een extra voeding nodig. 1.5.2 Aard van de ingangen  Meestal gebruik je programmeerbare relais met digitale ingangen. Bij digitale ingangen is er al dan niet spanning aanwezig op de ingang afkomstig van een drukknop of een schakelaar. Dit komt dan overeen met ON of OFF (1 of 0). Het ogenblik van overschakelen van bv. ON naar OFF vind je in de specificaties. Voorbeeld: Alpha 24MR-A 240V AC heeft de volgende specificaties: ON  OFF  40V OFF  ON  80V  Er zijn ook echter programmeerbare relais met analoge ingangen Meestal wil dit zeggen dat aan de ingang een signaal kan aangesloten worden dat gelegen is tussen 0V en 10V DC. Je kan dan bv. programmeren bij welke waarde van het ingangssignaal een bepaalde uitgang zal schakelen. 1.5.3 Aard van de uitgangen Programmeerbare relais beschikken alleen over digitale uitgangen. Je hebt wel de keuze tussen relaisuitgangen, triacuitgangen of transistoruitgangen.  Voor residentiële toepassingen gebruik je altijd uitvoeringen met relaisuitgangen. Deze beschikken immers over een schakelcontact (vergelijkbaar met een schakelaar), wat meestal een vrij hoge stroom kan schakelen (er zijn uitvoeringen tot 10A) en willekeurige spanningen tot 230V AC.  Bij de uitvoeringen met een triac of transistor als uitgang wordt deze altijd als schakelaar gebruikt (zie lespakket basiselektronica). Deze uitgangen worden alleen in de industrie gebruikt waar bv. grotere schakelfrequenties noodzakelijk zijn.

Domotica en programmeerbare relais

11

1.5.4 Aantal in- en uitgangen (IN / OUT) Het aantal ingangen is afhankelijk van het type en merk, je hebt meestal een ruime keuze gelegen tussen 6 I/O tot 24 I/O. Dit wil zeggen 6 in- en uitgangen tot 24 in- en uitgangen. Enkele voorbeelden: Type Easy 412… Easy 418… ALPHA AL2-14… ALPHA AL2-24…

Aantal in- en uitgangen 12 18 14 24

Ingangen 8 12 8 15

uitgangen 4 6 6 9

Domotica en programmeerbare relais

12

2 Montage- en aansluitvoorschriften 2.1

MONTEREN EN DEMONTEREN

Het monteren en demonteren van een programmeerbaar relais is zoals bij alle modulaire toestellen vrij eenvoudig. Het monteren gebeurt door de bovenzijde achter de din-rail te bevestigen en vervolgens het relais op de rail te drukken zodat het klikmechanisme vast klikt achter het profiel. Het demonteren gebeurt door een schroevendraaier achter de beugel aan de onderzijde te plaatsen en vervolgens het relais te kantelen (zie figuur 2).

fig. 2

2.2

AANSLUITEN VAN DE INGANGEN

Het aansluiten van schakelaars, drukknoppen of sensoren op een programmeerbaar relais is vrij eenvoudig maar toch moet je wel wat veiligheidspunten is acht nemen. Hierbij maak je een onderscheid tussen relais die werken op een voeding van 230V AC en deze die werken op een voedingsspanning van 24V DC of een andere veiligheidsspanning (24V AC, 12V DC). 2.2.1 Aansluiting op 230V AC In figuur 3 is een programmeerbaar relais weergegeven aangesloten op een voedingsspanning 230V AC. Deze relais zijn alleen geschikt voor digitale ingangen (bv. schakelaars, drukknoppen enz.). Wanneer je wenst gebruik te maken van analoge signalen, zoals bv. temperatuur sensoren, (PTC of NTC weerstanden) of een lichtsensor (LDR), dan dien je gebruik te maken van programmeerbare relais op 24V DC. Volgens de specificatie moet het relais beveiligd worden met een automaat of een smeltveiligheid van een zeer kleine waarde bv. 2A.

Domotica en programmeerbare relais

13

fig. 3 Drukknoppen of schakelaars sluit je aan op de ingangen en ze verbinden de fase met de betreffende ingang. De 230V wordt via de drukknop doorverbonden met de ingang bv. ingang I1. Op de ingangen kunnen alleen drukknoppen, schakelaars, bewegingssensoren, enz. worden aangesloten die geschikt zijn voor 230V. Ook de bedrading naar de verschillende componenten moet geschikt zijn voor 230V. In figuur 3 zijn op de ingangen 1 en 2 drukknoppen aangesloten, op 3 en 4 schakelaars en op ingang 5 is een bewegingsdetector aangesloten. De meeste bewegingsdetectoren beschikken niet over een potentiaalvrij contact en worden aangesloten op een spanning van 230V AC. Zij kunnen dus alleen gebruikt worden op een programmeerbaar relais van 230V AC. Bij een 3 fasenet moet je steeds dezelfde fasegeleider nemen. Tussen twee fasen is de spanning 400 V. Bij een aansluitschema zoals figuur 4 krijg je 400 V tussen ingang I3 en I4, het relais is daar niet voor geschikt. Een aansluiting zoals in figuur 4 kan dus niet.

fig. 4

Domotica en programmeerbare relais

14

2.2.2 Aansluiting op 24V DC Wanneer je gebruikt maakt van een programmeerbaar relais geschikt voor een gelijkspanning van 24V, moet je een bijkomende voeding plaatsen. De gelijkspanningsuitvoeringen zijn echter meestal voorzien van analoge ingangen. Op deze manier is het mogelijk spanningswaarden tussen de 0V en 10V in te lezen en te verwerken. Uitgangen blijven echter altijd digitaal (open of gesloten). Door gebruik te maken van deze veiligheidsspanning moeten de schakelcomponenten en de bedrading niet meer voldoen aan dezelfde beschermingsgraad als bij 230V AC. Let er wel op dat de bedrading op 24V niet in aanraking komt met deze van de vermogenkringen die werken op 230V AC. Deze laagspanning moet in een afzonderlijke buis of goot gemonteerd worden. In figuur 5 is een voorbeeld van een aansluiting weergegeven. Op de ingang I5 is een benaderingsschakelaar aangesloten en op I7 is een analoog signaal aangesloten. Do...