KNX-Netzteilauslegung: PS640 vs PS1280 und Strombudgetberechnung
Die Wahl des falschen KNX-Netzteils ist eine der häufigsten Ursachen für intermittierende Busfehler, Geräteneustarts und Kommunikationsfehler nach der Inbetriebnahme. Eine korrekte Auslegung erfordert die Summierung des Gerätestromverbrauchs pro Linie, die Überprüfung des Spannungsabfalls am entferntesten Gerät und das Verständnis, wie die Topologie die Stromverteilung beeinflusst.
Grundlagen des Busstroms
KNX TP (Twisted Pair) arbeitet mit 29 V DC SELV und verwendet Manchester-Kodierung bei 9600 Baud. Die Busspannungsversorgung stellt gleichzeitig die 29-V-Schiene bereit, die alle Busteilnehmer versorgt, und den Datensignalträger. Jedes an die KNX-TP-Leitung angeschlossene Gerät bezieht einen Ruhestrom aus dieser Schiene. Die Summe aller Geräte-Ruheströme darf den Nennausgangsstrom des Netzteils, das diese Leitung versorgt, nicht überschreiten.
| Gerätetyp | Typischer Ruhestrom | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Schalt-/Jalousieaktoren (Binärausgang) | 5–25 mA | Unterer Wert für Relaistypen; höher für Halbleiterausgänge mit Status-LEDs |
| Dimmaktoren | 10–20 mA | Enthält internen Mikrocontroller und Kommunikationsschaltkreis |
| Raumregler / Thermostate | 10–20 mA | Mit Display und Hintergrundbeleuchtung zusätzlich 5–10 mA |
| KNX-IP-Router / Linienkoppler | 50–80 mA | Hoher Strom – IP-Router benötigen oft ein dediziertes PS640 pro Linie |
| Tastsensoren mit LEDs | 25–40 mA | Status-LEDs aktiv; Herstellerdaten für LED-Strom pro Taste prüfen |
| Binäreingänge | 5–10 mA | Passive potentialfreie Kontakteingänge; geringer Busstrom |
| CO2-/Wettersensoren | 10–20 mA | Messelektronik erhöht den Strom; Datenblatt prüfen |
Immer Herstellerdatenblätter verwenden: Die obigen Werte sind repräsentative Bereiche. Jedes Produkt hat in seinem Datenblatt einen spezifischen Busstromverbrauch angegeben – verwenden Sie diese genauen Werte bei der Erstellung des Strombudgets für ein Projekt. Schätzungen allein auf Basis des Gerätetyps können bei Geräten mit integrierten Displays oder hohen LED-Zahlen erheblich abweichen.
PS640 vs. PS1280: Spezifikationen und Auswahl
Die beiden standardmäßigen KNX-Busnetzteilgrößen sind das PS640 (640 mA Ausgang) und das PS1280 (1280 mA Ausgang). Beide liefern 29 V DC SELV und enthalten die Busdatensignaldrossel. Die Auswahlregel ist einfach: Wenn der berechnete Gesamtbusstrom einer Linie 500 mA überschreitet, verwenden Sie ein PS1280.
PS640 — 640 mA
- MDT SCN-PS064.01: 4 TE, 29 V/640 mA, kurzschlussgeschützt
- ABB SV/S 30.640.5.1: 4 TE, Diagnose über KNX-Objekt
- Geeignet für Linien mit bis zu ca. 50 Geräten (je nach Typ)
- Betriebsstromreserve: bis zu 80 % der Nennleistung nutzen = 512 mA
- PS640 wählen, wenn der berechnete Strom unter 500 mA liegt
PS1280 — 1280 mA
- MDT SCP-01281.01: 6 DIN-Module, 29V/1280 mA, Stromanzeige
- Ausgelegt für Linien mit vielen Geräten oder Konfigurationen mit vielen IP-Routern
- Unterstützt bis zu 64 KNX-Geräte auf einem einzelnen Liniensegment
- Betriebsstromreserve: bis zu 80% der Nennleistung nutzbar = 1024 mA
- PS1280 wählen, wenn der berechnete Strom 500 mA überschreitet
80%-Derating-Regel: Belasten Sie eine PS640 oder PS1280 im stationären Betrieb niemals mit mehr als 80 % ihres Nennausgangsstroms. Die verbleibenden 20 % bieten Spielraum für Einschaltströme beim Hochfahren der Geräte und ermöglichen zukünftige Erweiterungen ohne eine Neudimensionierung des Netzteils.
Strombudgetberechnung: Beispiel
Betrachten Sie eine Büroetage, die von einer einzigen KNX-Linie versorgt wird. Die Geräte auf dieser Linie und ihr Busstromverbrauch sind unten aufgeführt. Alle Werte stammen aus den Herstellerdatenblättern.
Büroetage KNX-Linie – Strombudget
Device type Qty mA/device Total mA -------------------------------------------------------------- Switch actuators (8-channel) 12 5 mA 60 mA Dimmer actuators (4-channel) 8 10 mA 80 mA Room thermostats with display 6 15 mA 90 mA Push-button sensors with LED 4 8 mA 32 mA Binary inputs (8-channel) 2 8 mA 16 mA -------------------------------------------------------------- TOTAL 278 mA PS640 rated output: 640 mA 80% operating limit: 512 mA Calculated load: 278 mA (54% of rated) Headroom: 234 mA (for 18+ additional devices) Verdict: PS640 is adequate for this line.
Wann eine PS1280 erforderlich ist: Wenn diese Etage auch zwei KNX-IP-Router mit je 60 mA (zusätzlich 120 mA) umfasst, steigt der Gesamtwert auf 398 mA – immer noch innerhalb der PS640-Grenzen. Wenn das Projekt jedoch einen Audio-Zonenregler mit 80 mA und zusätzlich 20 Aktoren hinzufügt, würde der Gesamtwert 500 mA überschreiten, und eine PS1280 wird erforderlich.
Spannungsabfall: Kabellänge und Widerstand
Das KNX-TP-Kabel überträgt sowohl Strom als auch Daten. Wenn Strom durch den Kabelwiderstand fließt, sinkt die Busspannung entlang des Kabels. KNX-Geräte benötigen eine Mindestversorgungsspannung von 21 V DC an ihren Anschlüssen. Bei übermäßigem Spannungsabfall können Geräte am Ende der Leitung Fehlfunktionen aufweisen, die Kommunikation verlieren oder nach einem Stromausfall nicht neu starten.
Spannungsfallberechnung — YCYM 0,8 mm² Kabel
Formula: V_drop = I_total × R_loop R_loop = 2 × L × r Where: I_total = total bus current (A) L = cable length from PSU to farthest device (m) r = conductor resistance per metre (Ω/m) YCYM 2×2×0.8mm² (standard KNX cable): r = 0.038 Ω/m per conductor R_loop = 2 × L × 0.038 = 0.076 × L Ω Example: 200m cable, 278mA total current R_loop = 0.076 × 200 = 15.2 Ω V_drop = 0.278A × 15.2Ω = 4.2 V Voltage at farthest device = 29V - 4.2V = 24.8V ✓ (≥ 21V) Example: 350m cable (absolute KNX limit), 278mA R_loop = 0.076 × 350 = 26.6 Ω V_drop = 0.278A × 26.6Ω = 7.4 V Voltage at farthest device = 29V - 7.4V = 21.6V ✓ (marginal) Rule: maximum cable length between PSU and any device = 350m
Hochstromleitungen benötigen kürzere Kabelwege: Wenn der gesamte Busstrom nahe der PS640-Grenze (500 mA) liegt, wird die 350 m Kabelbeschränkung enger. Bei 500 mA über 350 m: V_abfall = 0,5 A × 26,6 Ω = 13,3 V — es bleiben nur 15,7 V am entferntesten Gerät, was unter dem Minimum von 21 V liegt. Halten Sie bei Hochstromleitungen die Kabelwege auf 200 m oder weniger, oder installieren Sie einen KNX-Linienverstärker, um zwei elektrische Abschnitte zu schaffen.
KNX-Linientopologie und Stromverteilung
KNX TP unterstützt Stern-, Baum- und Linientopologien (aber keine Ringtopologie). Die gewählte Topologie beeinflusst, wie sich der Spannungsfall akkumuliert und wie der Strom auf die Kabelzweige verteilt wird. In einer Baumtopologie – der häufigsten in Gebäudeinstallationen – erstrecken sich mehrere Zweige von einem zentralen Verteilungspunkt. Um den ungünstigsten Spannungsfall zu ermitteln, verfolgen Sie den Pfad von der Stromversorgung zum entferntesten Gerät und summieren Sie alle Zweiglängen entlang dieses Pfads.
Baumtopologie — Zweigstrom
In einem Baum entspricht der Strom in jedem Zweig nur der Summe der Geräteströme in diesem Zweig, nicht dem gesamten Linienstrom. Dies bedeutet, dass der Spannungsfall pro Zweig geringer ist als in einer Linientopologie mit allen Geräten in Reihe. Das Hauptkabel von der Stromversorgung zum ersten Knotenpunkt führt den vollen Strom – dimensionieren und verlegen Sie dieses Segment sorgfältig.
KNX-Linienverstärker (ABB LR/M 1.1)
Ein KNX-Leitungsrepeater teilt eine logische Leitung in zwei elektrische Segmente. Jedes Segment hat eine eigene PS640, wodurch die Berechnung des Spannungsabfalls am Repeater von Null beginnt. Die beiden Segmente bleiben auf derselben logischen KNX-Leitung – der Repeater ist für ETS6 transparent. Maximal 3 Leitungsrepeater pro Leitung (3 Segmente). Nützlich für lange Gebäude oder wenn Kabelstrecken die sicheren Spannungsabfallgrenzen überschreiten.
Parallelschaltung von PS640 verboten
Es mag logisch erscheinen, zwei PS640-Einheiten parallel zu schalten, um die Stromkapazität von 640 mA auf 1280 mA zu erhöhen. Dies ist durch den KNX-Standard strengstens verboten und verursacht Buskommunikationsfehler. Zwei unabhängige PS640-Einheiten betreiben ihre Manchester-Codierungstakte unabhängig voneinander – sie sind leicht asynchron, was zu Datenkollisionen auf dem Bus führt, wenn beide gleichzeitig senden.
Korrekte und verbotene Konfigurationen
PROHIBITED: two PS640 in parallel on same bus
PS640 (A) ──┐
├── KNX bus ──── devices
PS640 (B) ──┘
Result: data collisions, intermittent bus errors
CORRECT: PS1280 (internally synchronised dual supply)
PS1280 ──── KNX bus ──── devices (up to 1280mA total)
CORRECT: two PS640 with line repeater (separate segments)
PS640 (A) ── Segment 1 ── Repeater ── Segment 2 ── PS640 (B)
Same logical line, two separate electrical buses — no collision
Each segment independent: PS640 (A) powers Segment 1 only
Note: the PS1280 is essentially two internally synchronised
PS640 cores in one housing — parallel operation is safe
because clock synchronisation is handled internally.Inbetriebnahmemessung
Nachdem alle Geräte einer KNX-Leitung mit Spannung versorgt und in ETS6 in Betrieb genommen wurden, messen Sie den tatsächlichen Busstrom am PS640-Ausgang. Verwenden Sie ein Zangenmessgerät am positiven Ausgangsdraht von der PS640 zum Bus. Diese Messung bestätigt das geschätzte Strombudget, identifiziert unerwartete Zusatzlasten und legt die Basis für zukünftige Erweiterungsplanung fest.
Verfahren zur Inbetriebnahmemessung
1. Power up all devices on the line 2. Wait 60 seconds for all devices to complete restart 3. Clamp meter on positive bus output wire from PS640 4. Record measured current (mA) 5. Compare with calculated budget Headroom calculation: PS640 80% limit = 512 mA Measured current = 278 mA (example) Headroom = 512 - 278 = 234 mA Equivalent additional devices ≈ 234 / 10 = 23 standard actuators If measured current > calculated: - Check for undocumented devices on the line - Verify no short circuit on bus cable (remove devices one by one) - Check for damaged bus cable reducing insulation resistance
Anforderungen an die Schaltschrankdokumentation
Jeder KNX-Schaltplan sollte eine Busstrom-Budgettabelle pro Linie enthalten. Diese Tabelle wird Teil der Bestandsdokumentation und ermöglicht zukünftigen Wartungsingenieuren, die Erweiterungskapazität zu bewerten, ohne die Installation erneut zu vermessen.
Busstrom-Budgettabelle — Schaltplanformat
KNX Line 1.1 — Office Floor West Power supply: MDT SCN-PS064.01 (PS640, 640mA) Panel: DB-L01, DIN rail 3 Device Model Qty mA Total Switch actuator MDT SA-1216 12 5 60 Dimmer actuator MDT AKD-0424 8 10 80 Room thermostat MDT SCN-RT55P 6 15 90 Push-button sensor MDT BE-TA5508 4 8 32 Binary input MDT BE-0800 2 8 16 Calculated total: 278 mA Measured total (post-commissioning): 284 mA PS640 80% limit: 512 mA Remaining headroom: 228 mA Farthest device cable length: 185 m Voltage at farthest device (calculated): 25.4 V
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