EXPLICATIONS CONCERNANT LE SYSTEME D'INSTALLATION EIB / KNX
Introduction
Le
système du bus d’installation EIB / KNX est destiné, d’une part,
aux installations électriques modernes de l’habitat et des bâtiments à
usage industriel ou tertiaire. Il répond, d’autre part, à la demande des
planificateurs et des électriciens. Si, dans une installation traditionnelle,
les conducteurs à courant fort provenant des disjoncteurs ou des relais de
commutation alimentent les récepteurs (luminaires, moteur de ventilation ou
commandes de stores) avec le bus d’installation, il y a séparation
entre le circuit d’énergie et celui qui véhicule les ordres de commande. La
transmission des informations pour la commande des récepteurs se fait par un réseau
séparé (le bus) sous forme de télégramme.
Particularité
du système
EIB
/ KNX est un système décentralisé, donc sans ordinateur central, avec
transmission sérielle des données. Tous les appareils sont autonomes et
commandés indépendamment des événements ; c’est-à-dire qu’un ordre
n’est exécuté que lorsqu’on manipule, par exemple, un bouton-poussoir.
Chaque participant accédant au bus par le procédé CSMA/CA normalisé, peut
envoyer des télégrammes. Tous les participants sont reliés entre eux.
Habituellement, on utilise pour le bus un câble U72 M (1 x 4 x 0,8). Les deux
conducteurs du bus servent, d’une part, à la transmission des informations
et, d’autre part, à l’alimentation des participants en faible tension 29
VDC (SELV). Le câble bus peux être posé parallèlement au câble de
distribution 230 VAC et dans le même canal. L’étude d’un système se fait
sur PC, avec l’aide du logiciel ETS (EIB Tool Software) et permet
l’utilisation des appareils de tous les fabricants et fournisseurs, membres
d’EIBA (European Installation Bus Association). Actuellement, il y a
environ 200 fabricants et fournisseurs avec le même protocole.
Participants
Le
bus d’installation EIB / KNX est utilisé pour les saisies des données, des
messages, des commandes et de la surveillance des fonctions techniques
d’exploitation. On distingue deux sortes de participants : les capteurs
et les actionneurs.
Les capteurs donnent des ordres : ce sont : les boutons-poussoirs, interrupteurs, détecteurs de mouvements, cellules photoélectriques, anémomètres, thermomètres, etc.
Les actionneurs exécutent les ordres : ce sont : les relais, contacteurs, commandes de stores, sorties binaires pour l’enclenchement des luminaires, les moteurs, les chauffages, etc.
Contrairement à une
installation conventionnelle, le câblage avec le bus d’installation ne détermine
pas la fonction d’une installation.
Expériences
Jusqu’à ce jour,
plus de 100'000 installations ont été réalisées en Europe. La plus grande
installation EIB / KNX exécutée en Suisse comprend environ 5'000
participants avec 19 lignes réparties en 15 zones.
Les expériences
faites sont très positives, mais nécessite beaucoup de discipline dans la
planification. Un concept peut ainsi résoudre des tâches qui, jusqu’ici, étaient
indépendantes, telles que : commandes d’éclairage et de volets à
rouleaux, la gestion d’énergie, l’affichage d’état des alarmes. La
planification et l’installation sont ainsi plus claires et la
maintenance simplifiée. L’extrême souplesse d’adaptation aux fonctions
durant le montage, mais plus spécialement encore en cas de changement ultérieur
d’affectation, ne permet guère de quantifier des économies pendant la
planification. Même sans évaluation de la souplesse de son confort, le système
EIB / KNX rivalise avec les solutions conventionnelles plus coûteuses.
Il est déjà possible
de visualiser une installation EIB / KNX, de procéder à une télémaintenance,
de réaliser des régulations de chauffage - ventilation avec des réglages
individuels, etc.
Le bus EIB /
KNX devient omniprésent dans la technique des installations électriques.
Les
cahiers des charges pour les constructions à usages professionnels sont de plus
en plus exigeants pour différents critères. Les objectifs sont, par exemple :
un plus grand confort, une utilisation plus rationnelle de l’énergie
ou encore, une meilleure surveillance et exploitation des installations
techniques du bâtiment. En technique classique, les différentes parties de
l’installation sont exécutées selon un système propre à chacun, comme des
solutions isolées qu’il est difficile de relier entre elles. La planification
est toujours plus complexe, les câbles plus nombreux et les frais élevés,
lorsqu’on veut intégrer un système de ce genre dans celui d’une gestion
d’un niveau supérieur. Cet état de choses, ainsi que le développement de la
microélectronique ont conduit à la création du système EIB / KNX et
à d’autres systèmes de bus.
Le système EIB
/ KNX doit être considéré comme un « bus local » où tous
les capteurs et actionneurs utilisés pour la régulation et la surveillance
d’un local, communiquent sur une même superficie. Une donnée, digitale ou
analogique, peut être utilisée à un endroit quelconque lorsqu’elle a été
saisie par le bus. Voici deux exemples :
Un
détecteur de mouvement éteint la lumière lorsqu’on quitte le local,
diminue la température ambiante et fonctionnecomme un appareil de
surveillance pendant la nuit.
Une
sonde de luminosité transmet cycliquement, la valeur de l’éclairage extérieur,
au bus. Les appareils EIB / KNX, tel que le module de fonction, reçoivent
cette valeur et la transforment en ordre de commande, selon des critères précis.
Avec
un nombre croissant d’appareils intégrés dans le système EIB /
KNX tels que : vannes de réglage,
thermostats, organe de sécurité, blocs logiques, détecteurs, commandes
stores, éclairage, etc., le système devient plus avantageux qu’une
installation classique. Cela oblige cependant de changer la façon de
concevoir l’installation du bâtiment et demande une collaboration étroite,
dès le départ du projet, entre le concepteur et le programmeur.
Coût
des modifications et de l’entretien
En
pleine croissance économique, beaucoup de bâtiments ont souvent mal été
utilisés, ce qui représente de grosses charges avec une installation
traditionnelle. Une étude appropriée, comme l’optimisation des actionneurs,
c’est-à-dire leur disposition lorsqu’on utilise des émetteurs IR comme
capteurs, permet, avec le système EIB / KNX, de n’avoir que très
peu de frais d’installation en cas de changement d’affectation. Il suffit
alors de reconfigurer quelques adresses de groupe.
La rationalisation de
l’entretien d’un bâtiment à usage tertiaire est très importante. Cela
exige une meilleure surveillance des installations, une signalisation des
perturbations et une centralisation de certaines fonctions. Jusqu’à
maintenant, cela obligeait d’intégrer les installations techniques
d’exploitation dans les sous-stations d’un système de gestion de bâtiment
par un câblage parallèle. Avec EIB / KNX, tous les points de données nécessaires peuvent être dirigés
avec une interface sérielle sur un niveau supérieur.
Topologie
La plus petite unité
du bus EIB / KNX s’appelle la ligne, sur une longueur maximale
de 1'000 mètres. Il est possible de raccorder 64 participants « acteurs
ou actionneurs ». Ces différents éléments peuvent être câblés de
multiples manières, c’est-à-dire en ligne, en étoile, en dérivation, etc. ;
il n’y a pas de boucle ni de résistance finale à prévoir. Dans la pratique
et pour laisser la réserve aux extensions futures, il est judicieux d’équiper
la ligne hors du projet avec un nombre ne dépassant pas 55 participants raccordés
(un élément raccordé au bus comportant une seule entrée ou 12 entrées, par
exemple, compte comme un participant).
Lorsque
la ligne atteint le nombre de participants maximum, il est indispensable
de prévoir l’installation d’une seconde ligne. Un coupleur de ligne
permettant le dialogue entre deux lignes doit être prévu. Il est possible de répéter
le nombre de lignes jusqu’à 12 et, ainsi, former une zone, soit environ 768
participants.
Une
installation complexe peut compter jusqu’à 15 zones (11'520 participants)
mais il n’y a pratiquement pas de limite, puisqu’il est encore possible
d’installer des passerelles pour augmenter ce nombre. La vitesse de
transmission du bus est de 9'600 Bits/seconde.
Chaque
composant raccordé au bus comprend la mémoire ROM, qui contient le système
d’exploitation installé par le fabriquant du microprocesseur. Lors du paramétrage,
la fonction spécifique de l’application est chargée dans l’EEPROM et le
microprocesseur écrit les données actuelles dans la RAM.
L'EIB / KNX : qu'est-ce que ça apporte ?
· Sécurité accrue
· Gestion économique de l'énergie dans l'exploitation du bâtiment
· Facilité d'adaptation de l'installation électrique aux besoins évolutifs
de l'utilisateur
· Confort accru
Les arguments ci-dessus ne s'apprécient pas de la même manière, suivant qu'on
est le créateur de l'installation ou son exploitant, suivant qu'on se situe
dans un bâtiment fonctionnel ou résidentiel, avec ou sans accès handicapés
ou suivant que la population à utiliser le bâtiment est jeune ou âgée…