Умный Дом на ПЛК: управление освещением

Рассмотрим классическое управление светом без всякого умного дома:

Три варианта управления: просто выключатель-лампочка, управление по датчику движения, управление с двух переключателей, с каждого из которых можно включить или выключить свет. Все кабели — силовые 3х1,5. Можно реализовать много хитрых вариантов управления, например, датчик движения параллельно выключателю или управление с таймера. Но! Всё жёстко привязано кабелем, поменять логику работы системы уже не получится. Выключатель привязан к конкретной лампочке и его назначение можно в лучшем случае поменять перекоммутацией проводов в блоке выключателей, либо же вообще никак.

Сценарные выключатели, например, «выключить всё», «выключить весь этаж» можно сделать только если задумать это заранее, на этапе проектирования электрики, впоследствии поменять не получится. Вот это основной недостаток такой схемы электрики — негибкость, невозможность что-либо поменять. Второй недостаток — невозможность сценарного управления, то есть, реализовать что-то по сигналу с одной кнопки или пульта, либо по таймеру или другому событию.

Умный Дом нас избавляет от этих недостатков. Вот схема управления светом с контроллера:

ПЛК замыкает реле, которые подают питание на лампочки и прочие приборы.

Всё центральное оборудование находится в щите: контроллер и реле или диммеры. На осветительные приборы идёт силовой кабель, на датчики и выключатели слаботочный FTP (экранированная витая пара). Обычно напряжение, с которым работает контроллер — 24 вольта постоянного тока. На выключатели идёт 24 вольта, если клавиша нажата, то они приходят на дискретный вход контроллера. Далее контроллер действует по своей программе, то есть, видя нажатие выключателя он может выполнить любые действия, связанные с подключенными к нему электроприборами: включить или выключить любой свет, изменить уставку климата, подать сигнал на шторы или отправить СМС.

Эти сценарии работы выключателей могут достаточно легко задаваться самим пользователем через программу управления на смартфоне или планшете, благодаря этому система получается действительно индивидуальной и настраиваемой. Вот так может выглядеть окно управления светом в программе EasyHome:

Можно управлять светом с планшета, можно с выключателей (в настойках задаются привязки выключателей), можно по детекции движения или любым событиям.

Реле (на схеме указаны между ПЛК и лампочками) коммутируют сигналом 24 вольта с контроллера 220 вольт на электроприборы. Если вместо реле поставить диммер нужного типа, то мы сможем регулировать яркость свечения лампочки, скорость вращения вентилятора, яркость светодиодной ленты и так далее. Для этого диммер подключается не к дискретному выходу контроллера (сигнал с которого может быть либо 0 либо 24 вольта), а аналоговому выходу (сигнал с которого — 0-10 вольт, 1-10 вольт или 0-20мА, в зависимости от того, каким сигналом управляется диммер). Иногда лампы уже имеют свой блок диммирования, управляемый сигналом 1-10 вольт, либо же наш диммер подаст на них сигнал от 0 до 220 вольт, чтобы лампа светилась с нужной яркостью.

В общем, управление светом с ПЛК даёт нам полную свободу программирования системы освещения по разным событиям и управления с разных устройств и датчиков с привязкой к активному сценарию или времени суток. Для создания такой универсальной схемы мы монтируем кабель «звездой» — все осветительные приборы силовым кабелем в щит, все датчики и выключатели слаботочным кабелем (витой парой) в щит. Разумеется, расход кабеля будет больше, чем в обычном случае, но зато мы получаем универсальность и возможность реализовать любую схему управления через сколько угодно времени.

Обычно выключатели и датчики подключаются к контроллеру не напрямую, а через предохранители для защиты контроллера и блока питания от короткого замыкания.