Умный дом на контроллере LOGO от SIEMENS

Из письма читателя почтовой рассылки: «Используя контроллер LOGO! фирмы SIEMENS хочу на практике научится программировать контроллеры, автоматизировать разные процессы и в перспективе создать создать у себя комплексную систему умный дом. Подскажите возможно ли это и какие дополнительные модули нужно купить к контроллеру LOGO для организации умного дома?» …

В этой статье попробуем ответить на вопрос читателя рассылки — рассмотрим возможность применения программируемых логических контроллеров для целей домашней автоматизации и для создания системы «умный дом».

Прежде чем рассматривать применение средств для автоматизации, давайте разберемся, что вообще подразумевается под понятием «умный» дом ? Можно ли считать диммер, установленный в цепи одной из ламп, интеллектуальным домом? Если нет, то с какого момента начинается «интеллектуальность» жилища? Ведь даже при обилии различных устройств, устанавливаемых в наших квартирах, не все их можно привязать к понятию «умного» дома.

Видимо, термин «умный дом» подразумевает некую комплексную систему устройств, повышающих комфорт, безопасность и рациональное использование ресурсов. Тогда в нем должны в том или ином объеме присутствовать несколько подсистем управления. Это охрана помещений, пожарная безопасность, сигнализация аварийных ситуаций с водой или электричеством. Не помешают системы управления отоплением, кондиционированием и вентиляцией. Традиционно необходимы системы управления освещением. А для досуга – управление мультимедийными устройствами.

Исходя из перечисленного, далеко не полного перечня задач, можно переходить к выбору устройств, на базе которых будет строиться интеллектуальная система. Из обилия предложений на ранке попробуем примерять на эту роль логические программируемые контроллеры фирмы Siemens серии LOGO! .

При первом знакомстве с линейкой логических контроллеров LOGO возникают сомнения: это очень сложно, непонятно и для домашнего применения совсем не годится. Не будем торопиться. У всех без исключения изделий и стандартов для создания “умного”, или “интеллектуального” дома есть свои плюсы и свои недостатки. У одних, как Х10 , слабая помехоустойчивость, другие не подходят по цене или необходимости часто менять источники питания.

Если сложность контроллеров заключается в процедуре программирования и необходимости дополнительных блоков (питания, расширения), то и достоинства весомы: сделал систему, настроил и … забыл о ее существование. Тем более, это справедливо по отношению к контроллерам Siemens, у которых высочайшая надежность и разнообразие сфер применения.

Коротко о составе и назначении модулей. Контроллеры включают в себя два вида модулей: LOGO!Basic, который имеет дисплей и клавиатуру для ввода программ вручную и LOGO!Pure, в который программы заносятся с компьютера через интерфейсный кабель, или путем установки карты памяти с записанной программой. Память контроллеров рассчитана на 200 программных блоков (операций). Всего выпускается 8 модификаций, отличающихся напряжением питания, количеством каналов ввода/вывода и наличием часов реального времени.

Кроме этого, серия LOGO содержит 9 видов модулей расширения для увеличения числа входов/выходов. Есть в серии и блоки питания для датчиков и модулей расширения. В набор аксессуаров входят кабель для программирования контролеров с компьютера, программа Soft Comfort. Она предназначена для создания алгоритмов управления и эмуляции работы схемы. Дополнительно предлагается дисплей для отображения информации LOGO! TD.

А теперь вернемся к «умному» дому. Первое и самое серьезное возражение против контроллеров LOGO заключается в том, что задача автоматизации дома не является простой по определению. Если решать проблему «в лоб», то сосуществование нескольких подсистем управления потребует электрического шкафа, соизмеримого по размерам со шкафом для одежды.

Вторым, не менее важным обстоятельством, является необходимость прокладки силовых и сигнальных проводов. А для этого необходимо сразу иметь на руках исчерпывающий проект автоматизации для закладки необходимого количества проводников. Если замахнуться на реализацию всех перечисленных выше подсистем, то количество проводов составит десятки разнородных проводов, а общая их длина под километр.

Третий недостаток связан с самой концепцией построения систем управления на программируемых контроллерах. Она предусматривает наличие центрального единого управляющего щита, в который стекается вся информация с датчиков и выдаются командные сигналы. Пользоваться такой системой без выносных пультов крайне неудобно, а мобильные устройства в серии контроллеров отсутствует.

Поэтому перспектива получить громоздкую систему, с процедурой опутывания проводами квартиру, и не позволяющую переконфигурировать ее после элементарного перемещений мебели, делает эту элементную базу совершенно не привлекательной.

Есть и еще одно соображение, скорее психологическое. Автоматизацией своих домов занимаются люди своеобразного склада характера: беспокойные и увлекающиеся. То, что сегодня для них верх совершенства и предмет гордости, завтра становится обыденным, а послезавтра постылым. Руки начинают чесаться: хочется что-то переделать, усовершенствовать или перепрограммировать.

Вот тут контроллеры LOGO и могут проявить свой “нордический” характер. Не хватает линий связи, число выходов или входов ограничено, щиток забит модулями до отказа. Еще хуже ситуация, если предстоит переезд. Для жилых помещений это редкое, если не сказать, экзотическое событие. Но для офисов, оборудованных системой на базе контроллеров LOGO, проблема переноса оборудования почти не осуществима. Изъять модули, как самое дорогостоящее оборудование, еще можно. Но удастся ли быстро восстановить электрические цепи в первоначальном виде – это не факт.

Если перспективы использования контроллеров LOGO столь неутешительны, почему в сети массово появляются сообщения об их успешном применении? Причин может быть несколько: авторы по работе связаны с использованием контроллеров на производстве, и для них адаптация в домашнюю среду устройств не представляет трудностей. Другой вариант печальней: продавцы изделий настойчиво рекламируют эту серию как простейшее изделие, применить которое может даже школьник младших классов.

На самом деле не надо забывать, что логические контроллеры предназначались изначально для управления простым, единичным оборудованием в производстве. По сути, это набор различных программируемых устройств в одном корпусе. Поэтому достаточно просто можно их использовать для управления отдельным насосом, вентилятором или несколькими лампами. Но попытка связать эти функции в одну систему с разнообразными сценариями сразу резко усложняет ее состав и стоимость.

Кстати, о стоимости. Контроллер без блоков расширения стоит от 123 евро типа Pure и до 180 евро исполнения Basic. Ставить такое устройство для управления несколькими лампами – это сущее разорение. А прокладывать дополнительные провода в квартире после недавнего ремонта ради нескольких домашних устройств — это еще большее разорение. Еще серьезней цена возрастет при попытке оснастить систему датчиком (температуры, влажности или иным).

Контролер воспринимает входные аналоговые сигналы только стандартного типа, например, 0-20мА. Поэтому датчики должны иметь нормализованные выходные сигналы. Стоимость таких датчиков сравнима с контроллером. Поэтому программируемые контроллеры, и не только LOGO, сегодня получили ограниченное распространение в домашней автоматизации.

Пусть программируемые контроллеры себе спокойно работают в производстве, а для дома есть широкий выбор устройств, которые разрабатывались именно для таких приложений.

Смотрите также по этой теме: Принцип работы и основы программирования ПЛК

Мы планируем развивать эту тему здесь: Обучение применению и программированию ПЛК

Практический курс по ПЛК Siemens:

Обучение ПЛК — программирование контроллеров Siemens в TIA Portal