Integración de SAI en cuadros KNX: Respaldo de batería y cumplimiento PELV
Los módulos de buffer KNX manejan solo unos minutos de respaldo en el bus solo. Cuando un cuadro KNX completo – incluyendo fuentes de alimentación de actuadores 230V, enrutadores IP y salidas de carga – debe permanecer operativo durante horas ante una falla de red, se requiere un SAI a nivel de cuadro. El dimensionamiento correcto, la selección de topología y el aislamiento PELV son críticos para una integración segura y conforme.
Cuándo se requiere un SAI a nivel de cuadro
Un módulo de bus KNX protege solo el bus KNX de 29 V y los dispositivos alimentados desde él. No protege el riel de alimentación de 230 V CA que alimenta las fuentes de alimentación conmutadas de los actuadores, los adaptadores de enchufe de los routers IP KNX ni las fuentes de alimentación auxiliares de 24 V CC para paneles de control de acceso y seguridad. Cuando todo el panel debe sobrevivir a una pérdida de red, se requiere un SAI aguas arriba del interruptor magnetotérmico de entrada del panel.
Aplicaciones que requieren SAI para panel
- Hospitales e instalaciones sanitarias – cumplimiento HTM 06-01
- Salas de control de seguridad – BS EN 50131-6 Grado 3/4
- Centros de datos – el SAI cubre paneles de control de acceso KNX
- Hoteles y hostelería – paneles de habitaciones de huéspedes con funciones No molestar / limpiar habitación que requieren estado siempre activo
- Paneles de control HVAC críticos donde la parada es inaceptable
Módulo de bus suficiente cuando
- Solo se requiere continuidad del bus KNX (sin cargas de 230V durante la copia de seguridad)
- Tiempo de respaldo inferior a 2 horas para cargas ligeras del bus
- Carrera de persiana cortafuego y período de monitoreo solo (~1h)
- Presupuesto limitado: el módulo buffer es 10–20× más barato que un SAI
Selección de topología del SAI
Los sistemas SAI se clasifican por topología, que determina el tiempo de transferencia (el intervalo entre la falla de red y la salida de batería) y la calidad de salida. Para cuadros KNX, la elección de la topología depende de la aplicación y la sensibilidad de los equipos conectados.
| Topología | Tiempo de transferencia | Impacto KNX | Recomendado para |
|---|---|---|---|
| Fuera de línea / en espera | 4–10 ms | El condensador interno del PS640 mantiene 29V durante un corte de 10 ms – aceptable para KNX estándar | Cuadros KNX estándar en edificios comerciales |
| Line-interactive | 2–4 ms | Aceptable — El AVR corrige las caídas de tensión sin conmutar a batería | Cuadros KNX con algunas cargas sensibles; más eficiente que el modo en línea |
| Doble conversión en línea | 0 ms (transferencia cero) | Recomendado para cuadros KNX en hospitales, seguridad y centros de datos | Instalaciones KNX críticas; los dispositivos nunca experimentan una interrupción del suministro |
Modelos de UPS para integración en cuadro KNX
Los dos factores de forma de UPS más comunes para la integración en cuadros KNX son el UPS de torre/rack colocado junto o cerca del armario del cuadro, y los módulos UPS para carril DIN montados dentro del cuadro. Los UPS para carril DIN están limitados a aproximadamente 1000 VA pero eliminan la necesidad de un armario UPS externo.
APC Smart-UPS SC 650VA (torre)
- Capacidad de salida 650 VA / 400 W
- Entrada: 230V 50Hz; salida: 230V CA (onda sinusoidal pura en línea)
- 4 tomas de salida IEC C13
- Puertos de comunicación USB y RS-232
- Autonomía de la batería con carga de 100W: aproximadamente 8 minutos
- Reemplace la batería cuando el indicador muestre una caída de capacidad del 40%+
- Tarjeta SNMP opcional AP9630 para monitoreo de red
Opciones de SAI para carril DIN
- PowerWalker VI 1000 RLE: 1000 VA, carril DIN, salida 230V, puerto USB
- Salicru SPS Advance: montaje en pared, 1000 VA, salida de contacto seco (NO/NC)
- Eaton 5S IEC: versión compacta para montaje en carril DIN disponible para integración en cuadro
- Autonomía con carga de 75W: aproximadamente 15–20 minutos (varía según el tamaño de la batería)
- Un SAI de carril DIN ocupa típicamente 8–12 módulos DIN dentro del cuadro
Planificación de reemplazo de batería: La vida útil de la batería del SAI es de 3 a 5 años en condiciones normales (temperatura ambiente 20°C, ciclos de carga regulares). En entornos de cuadro cálidos (por encima de 25°C), la vida útil de la batería disminuye significativamente: planifique intervalos de reemplazo de 2 a 3 años en armarios cálidos. Incluya el reemplazo de la batería en el contrato de mantenimiento anual para todos los cuadros KNX con SAI.
Cálculo de la carga del cuadro
Antes de seleccionar la capacidad del SAI, calcule la carga total del cuadro que el SAI debe soportar. Incluya todos los dispositivos alimentados desde la salida del SAI, no solo la fuente de alimentación del bus KNX.
Cálculo de la carga del cuadro – ejemplo de cuadro comercial KNX
Component Typical power draw ----------------------------------------------------------- KNX PS640 (29V/640mA bus supply) 20 W KNX IP router brick power supply 5 W 24V DC SMPS for actuator auxiliary 30 W Access control 12V PSU (0.5A × 12V) 6 W KNX IP gateway (LAN side) 5 W Panel internal lighting and socket 5 W ----------------------------------------------------------- Total panel load 71 W UPS selection: Load = 71 W 650 VA UPS at 0.6 power factor = 390 W capacity ✓ Battery runtime at 71W load (650VA APC SC): Approximately 25–30 minutes (consult manufacturer runtime chart) If runtime < required: step up to 1000VA or add external battery pack
No subdimensione el SAI: Operar un SAI por encima del 80 % de su potencia nominal en vatios reduce la autonomía de la batería y acorta su vida útil. Si la carga calculada supera el 80 % de la potencia nominal del SAI, seleccione la siguiente capacidad superior. Un error común es especificar la potencia aparente (VA) del SAI sin convertirla a vatios utilizando el factor de potencia de la carga.
Monitorización del SAI mediante direcciones de grupo KNX
Integrar el estado del SAI en KNX permite respuestas automáticas del edificio ante un fallo de red: apagado de cargas no críticas, activación de la seguridad y envío de notificaciones push a través de Home Assistant o Gira X1. Hay dos métodos de integración disponibles según las capacidades del SAI.
Método 1: APC Smart-UPS con tarjeta SNMP (AP9630)
APC Smart-UPS + AP9630 SNMP card
→ Network (LAN) → Home Assistant (apc_ups integration)
→ Home Assistant KNX integration
→ KNX group address write: DPT 1.001
0 = on mains power (normal)
1 = on battery power (mains failed)
ETS6 reaction to on_battery = 1:
→ Activate "power failure" scene:
- Non-critical lighting circuits: OFF
- Security system: ARMED
- HVAC: minimum ventilation mode
- Access control: locked down or free exit (project-specific)
→ Gira X1 / Homeserver: push notification to facility managerMétodo 2: Contacto seco a entrada binaria KNX (Salicru / cualquier SAI básico)
Basic UPS with NO/NC dry contact relay output:
Relay closes on battery power (or relay opens — check datasheet)
Wiring:
UPS dry contact COM → MDT BE-0800.01 input terminal (e.g. IN1)
UPS dry contact NO → 12V auxiliary supply (MDT BE-0800.01 requires
12–24V AC/DC at input)
ETS6 programming:
BE-0800.01 IN1 object (DPT 1.001) → send on change → GA "UPS status"
GA "UPS status" = 1 → trigger power failure scene (same as SNMP method)
Cost: ~€80 for MDT BE-0800.01 vs ~€200 for SNMP card
Limitation: no runtime remaining or battery health data in KNXRequisitos de aislamiento PELV y SELV
El bus KNX TP funciona a 29 V CC SELV (Muy Baja Tensión de Seguridad). La salida del SAI es de 230 V CA de red. La norma IEC 60364-4-41 exige que los circuitos SELV estén separados física y eléctricamente de los circuitos de red para mantener su clasificación de seguridad. El incumplimiento de esta separación corre el riesgo de que el bus KNX se energice al potencial de red durante una falla, un peligro mortal.
IEC 60364-4-41 Requisitos de separación SELV
KNX bus = SELV circuit (29V DC, transformer isolated)
UPS output = 230V AC MAINS circuit
Requirements (IEC 60364-4-41, clause 414):
1. SELV conductors must be physically separated from mains conductors
Minimum: 50mm physical spacing in open cable tray, OR
Insulating barrier (PVC or polycarbonate divider in duct), OR
Individual conduit for SELV cables separate from mains conduit
2. SELV conductors sharing cable duct with mains:
Each SELV conductor must be insulated for 230V AC
(use 450/750V insulated wire even for SELV circuits)
3. 4kV impulse withstand between SELV and mains circuits
(maintained by KNX PS640 internal isolation transformer)
4. SELV connectors must not be intermateable with mains
(KNX TP uses screw terminals — segregation is physical only)
In KNX panel layout:
- Route KNX bus wires (green/red) in separate cable duct from
230V UPS output wiring (brown/blue/green-yellow mains cables)
- Minimum 50mm between KNX bus cable duct and mains cable duct
- Add insulating barrier strip between KNX section and 230V section
of DIN-rail if both are in the same panel enclosureDistinción PELV: PELV (Protective Extra Low Voltage) se diferencia de SELV en que los circuitos PELV pueden estar conectados a tierra. El bus KNX es SELV — NO debe estar conectado a tierra (sin conexión entre los conductores del bus KNX y el PE). Si la pantalla del bus KNX está conectada a tierra en el extremo del PS640 (práctica común para EMC), esto es aceptable ya que la pantalla no es un conductor de corriente; los conductores del bus en sí permanecen aislados de tierra.
Documentación y mantenimiento
Every KNX panel with UPS integration requires specific documentation for maintenance compliance and insurance purposes. Record the following in the panel schedule and O&M manual:
Requisitos de documentación para UPS
Panel schedule — UPS record:
UPS manufacturer and model: APC Smart-UPS SC 650VA
UPS topology: line-interactive
Rated capacity: 650 VA / 400 W
Measured panel load at commissioning: 71 W
Battery runtime at commissioning load: 28 minutes
Battery model: APC RBC17
Battery installation date: [date]
Next battery replacement due: [date + 4 years]
Annual maintenance inspection:
1. Check UPS front panel for any fault/battery LEDs
2. Initiate self-test (via front panel or PowerChute software)
3. Record battery runtime from self-test result
4. Compare to commissioning runtime — replace battery if < 50%
5. Check that UPS KNX integration is functional:
Switch UPS to battery manually → verify KNX power failure scene triggers
6. Check UPS input and output wiring for signs of overheating¿Necesita un cuadro KNX con integración UPS y cumplimiento PELV documentado?
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