Intégration d'onduleur dans les armoires KNX : Alimentation de secours et conformité PELV
Les modules de bufferisation KNX ne fournissent que quelques minutes de secours sur le bus seul. Lorsqu'une armoire KNX entière – y compris les alimentations d'actionneurs 230V, les routeurs IP et les sorties de charge – doit rester opérationnelle pendant des heures en cas de panne secteur, un onduleur au niveau de l'armoire est nécessaire. Un dimensionnement correct, le choix de la topologie et l'isolement PELV sont essentiels pour une intégration sûre et conforme.
Quand un onduleur au niveau de l'armoire est requis
Un module de bus KNX protège uniquement le bus KNX 29 V et les dispositifs alimentés par celui-ci. Il ne protège pas le rail d'alimentation 230 V CA qui alimente les alimentations à découpage des actionneurs, les adaptateurs secteur des routeurs IP KNX, ni les alimentations auxiliaires 24 V CC pour les panneaux de contrôle d'accès et de sécurité. Lorsque l'ensemble du panneau doit survivre à une perte du secteur, un onduleur en amont du disjoncteur d'entrée du panneau est nécessaire.
Applications nécessitant un onduleur pour panneau
- Hôpitaux et établissements de santé – conformité HTM 06-01
- Salles de contrôle de sécurité – BS EN 50131-6 Grade 3/4
- Centres de données – l'onduleur couvre les panneaux de contrôle d'accès KNX
- Hôtels et hôtellerie – panneaux de chambres d'hôtes avec fonctions Ne pas déranger / faire la chambre nécessitant un état toujours actif
- Panneaux de contrôle CVC critiques où l'arrêt est inacceptable
Module de bus suffisant lorsque
- Seule la continuité du bus KNX est requise (pas de charges 230V pendant la sauvegarde)
- Temps de sauvegarde inférieur à 2 heures pour les charges légères du bus
- Course du volet coupe-feu et période de surveillance seulement (~1h)
- Budget limité — le module tampon est 10 à 20× moins cher qu'un onduleur
Sélection de la topologie de l'onduleur
Les systèmes onduleurs sont classés par topologie, qui détermine le temps de transfert (l'écart entre la panne secteur et la sortie batterie) et la qualité de sortie. Pour les armoires KNX, le choix de la topologie dépend de l'application et de la sensibilité des équipements connectés.
| Topologie | Temps de transfert | Impact KNX | Recommandé pour |
|---|---|---|---|
| Hors ligne / veille | 4–10 ms | Le condensateur interne du PS640 maintient 29V pendant une coupure de 10 ms – acceptable pour KNX standard | Armoires KNX standard dans les bâtiments commerciaux |
| Line-interactive | 2–4 ms | Acceptable — L'AVR corrige les creux de tension sans passer sur batterie | Armoires KNX avec certaines charges sensibles ; plus efficace que le mode en ligne |
| Double conversion en ligne | 0 ms (transfert nul) | Recommandé pour les armoires KNX des hôpitaux, de la sécurité et des centres de données | Installations KNX critiques ; les appareils ne subissent jamais d'interruption d'alimentation |
Modèles d'onduleur pour intégration dans une armoire KNX
Les deux facteurs de forme d'onduleur les plus courants pour l'intégration dans une armoire KNX sont l'onduleur tour/rack placé à côté ou près de l'armoire, et les modules onduleur sur rail DIN montés à l'intérieur de l'armoire. Les onduleurs sur rail DIN sont limités à environ 1000 VA mais éliminent le besoin d'un boîtier d'onduleur externe.
APC Smart-UPS SC 650VA (tour)
- Capacité de sortie 650 VA / 400 W
- Entrée : 230V 50Hz ; sortie : 230V AC (sinus pur en ligne)
- 4 prises de sortie IEC C13
- Ports de communication USB et RS-232
- Autonomie de la batterie à charge 100W : environ 8 minutes
- Remplacer la batterie lorsque l'indicateur montre une baisse de capacité de 40%+
- Carte SNMP optionnelle AP9630 pour la surveillance réseau
Options d'onduleur sur rail DIN
- PowerWalker VI 1000 RLE : 1000 VA, rail DIN, sortie 230V, port USB
- Salicru SPS Advance : montage mural, 1000 VA, sortie contact sec (NO/NC)
- Eaton 5S IEC : version compacte montage DIN disponible pour intégration en armoire
- Autonomie à charge 75W : environ 15–20 minutes (varie selon la taille de la batterie)
- Un onduleur sur rail DIN occupe généralement 8 à 12 modules DIN dans l'armoire
Planification du remplacement de la batterie : La durée de vie de la batterie d'onduleur est de 3 à 5 ans dans des conditions normales (température ambiante 20°C, cycles de charge réguliers). Dans les environnements d'armoire chauds (au-dessus de 25°C), la durée de vie de la batterie diminue considérablement – prévoyez des intervalles de remplacement de 2 à 3 ans dans les enceintes chaudes. Incluez le remplacement de la batterie dans le contrat de maintenance annuel pour toutes les armoires KNX avec onduleur.
Calcul de la charge du tableau
Avant de choisir la capacité de l'onduleur, calculez la charge totale du tableau que l'onduleur doit supporter. Incluez chaque appareil alimenté par la sortie de l'onduleur – pas seulement l'alimentation du bus KNX.
Calcul de la charge du tableau – exemple de tableau commercial 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
Ne sous-dimensionnez pas l'onduleur : Faire fonctionner un onduleur au-dessus de 80 % de sa puissance nominale en watts réduit l'autonomie de la batterie et raccourcit sa durée de vie. Si la charge calculée dépasse 80 % de la puissance nominale de l'onduleur, passez à la capacité supérieure. Une erreur courante consiste à spécifier la puissance apparente (VA) de l'onduleur sans la convertir en watts en utilisant le facteur de puissance de la charge.
Surveillance de l'onduleur via les adresses de groupe KNX
L'intégration de l'état de l'onduleur dans KNX permet des réponses automatiques du bâtiment en cas de panne secteur : extinction des charges non critiques, activation de la sécurité et envoi de notifications push via Home Assistant ou Gira X1. Deux méthodes d'intégration sont disponibles selon les capacités de l'onduleur.
Méthode 1 : APC Smart-UPS avec carte 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 managerMéthode 2 : Contact sec vers entrée binaire KNX (Salicru / tout onduleur basique)
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 KNXExigences d'isolation PELV et SELV
Le bus KNX TP fonctionne à 29 V DC SELV (Très Basse Tension de Sécurité). La sortie de l'onduleur est de 230 V AC secteur. La norme IEC 60364-4-41 exige que les circuits SELV soient physiquement et électriquement séparés des circuits secteur pour maintenir leur classification de sécurité. Le non-respect de cette séparation risque de mettre le bus KNX au potentiel du secteur en cas de défaut — un danger mortel.
IEC 60364-4-41 Exigences de séparation 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 enclosureDistinction PELV : Le PELV (Protective Extra Low Voltage) diffère du SELV en ce que les circuits PELV peuvent être mis à la terre. Le bus KNX est SELV — il NE doit PAS être mis à la terre (aucune connexion entre les conducteurs du bus KNX et la PE). Si le blindage du bus KNX est mis à la terre du côté PS640 (pratique courante pour la CEM), cela est acceptable car le blindage n'est pas un conducteur de courant — les conducteurs du bus eux-mêmes restent isolés de la terre.
Documentation et maintenance
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:
Exigences de documentation pour l'onduleur
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 overheatingBesoin d'une armoire KNX avec intégration onduleur et conformité PELV documentée ?
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