Moduli buffer KNX: Alimentazione ininterrotta per funzioni critiche per la sicurezza

Perché bufferizzare il bus KNX?

Quando l'alimentazione di rete viene a mancare, un KNX PS640 non bufferizzato perde la tensione di uscita in millisecondi. Tutti i dispositivi bus si spengono. Al ripristino della rete, ogni dispositivo esegue una sequenza di inizializzazione: lettura dei parametri memorizzati nell'EEPROM, invio di richieste di modalità di programmazione e unione alla linea logica. Questo processo di riavvio richiede tra 5 e 30 secondi a seconda della complessità del dispositivo.

Per la maggior parte delle funzioni KNX — illuminazione, controllo tapparelle, setpoint temperatura — un breve riavvio è accettabile. Per le uscite critiche per la sicurezza, non lo è:

Principio di funzionamento del modulo buffer

Un modulo buffer KNX contiene una batteria di supercondensatori ad alta capacità (condensatori elettrici a doppio strato, EDLC). Durante il normale funzionamento in rete, questi condensatori vengono caricati dall'alimentazione a 29 V del bus KNX. Al rilevamento di una perdita di rete, un convertitore DC/DC passa in modalità di scarica, prelevando energia dalla batteria di condensatori e mantenendo la tensione del bus a 29 V ± 0,5 V. I dispositivi KNX collegati al bus non rilevano alcuna interruzione dell'alimentazione – continuano a funzionare normalmente per tutta la durata del guasto di rete.

Normal operation:
  Mains → PS640 → 29V bus → devices (operating)
                        ↓
                  Buffer module charges supercapacitors

Mains failure detected (within 10ms):
  PS640 output drops
  Buffer module DC/DC converter activates
  Supercapacitors → DC/DC → 29V bus maintained
  Devices: no interruption, no restart

Backup duration depends on:
  - Supercapacitor capacity (Wh)
  - Total bus current draw (mA)
  - DC/DC converter efficiency (~85%)

Backup time ≈ (Capacitor Wh × efficiency) / (Bus W)
Bus W = 29V × I_total (A)

Modulo buffer Gira 2093

Il Gira 2093 è il modulo buffer KNX autonomo più specificato negli impianti commerciali europei. Occupa 2 moduli DIN, contiene un banco di supercondensatori da 1,5 Wh ed è collegato in parallelo all'uscita del PS640.

PS640 output terminals:
  + (red)  → KNX bus + rail
  - (blue) → KNX bus - rail

Gira 2093 connections:
  + terminal → same KNX bus + rail  (parallel with PS640)
  - terminal → same KNX bus - rail  (parallel with PS640)

Polarity is critical — reverse connection damages the module.
Connect before powering up. LED indicator:
  Green solid  = charging from mains (normal)
  Green blink  = fully charged, mains OK
  Amber/red    = on buffer power (mains lost)

MDT PS640 con buffer integrato

MDT offre l'alimentatore SCN-PS064.01 con opzione di banco di condensatori di buffer integrato. Questa unità combinata fornisce funzionalità PS640 e capacità di buffer in un unico contenitore da 4 moduli per guida DIN, risparmiando spazio nel quadro rispetto a un PS640 separato più un modulo buffer autonomo (che richiederebbe 4 + 2 = 6 moduli totali).

Calcolo del tempo di backup richiesto

Il tempo di backup richiesto dipende dalla norma di sicurezza specifica che regola ciascuna funzione KNX critica per la sicurezza. Utilizzare i requisiti seguenti per specificare il modulo buffer o il sistema a batteria al litio corretto:

Moduli tampone a batteria al litio per backup esteso

Per requisiti di backup da 1 a 8 ore, i moduli tampone a supercondensatore sono insufficienti. I moduli tampone a batteria al litio come MDT SCN-USB55S.01 o la serie ABB SU/S collegano una batteria al litio esterna da 12 V al modulo tampone, fornendo un backup esteso tramite un convertitore DC/DC che mantiene la tensione di bus di 29 V.

Formula:
  Battery capacity (Ah) = (I_bus × V_bus × t_hours) / (V_battery × η)

Where:
  I_bus     = total bus current (A)
  V_bus     = KNX bus voltage (29V)
  t_hours   = required backup time (h)
  V_battery = external battery voltage (12V)
  η         = DC/DC converter efficiency (~0.85)

Example: 40-device line, 200mA bus current, 8h backup required
  Capacity = (0.200 × 29 × 8) / (12 × 0.85)
           = 46.4 / 10.2
           = 4.55 Ah → specify 6Ah or 12Ah for margin

Battery replacement interval: typically 3–5 years
(check manufacturer specification; lithium degrades with cycles)
Include replacement schedule in maintenance documentation.

Installazione e cablaggio del quadro

I moduli tampone devono essere installati adiacenti al PS640 sulla stessa guida DIN e collegati direttamente alle barre bus KNX. Seguire queste regole per un'installazione corretta:

1. Mount buffer module immediately adjacent to PS640 on DIN rail
2. Connect + terminal to KNX bus + (red bus bar)
3. Connect - terminal to KNX bus - (black/blue bus bar)
4. Verify polarity before energising — reverse polarity destroys module
5. Label buffer module with:
   - Manufacturer and model number
   - Backup time at current load (from table or calculation)
   - Date of installation (supercapacitor models) or
     battery date + next replacement date (lithium models)
6. Record buffer module in panel schedule
7. Test backup function during commissioning:
   - Disconnect mains to PS640
   - Verify bus remains powered (devices still active)
   - Reconnect mains — verify smooth transition back