3 Řídicí systémy
3.1 Komponenty řídicího systému

Řídicí systém se skládá z následujících komponent:

- Centrální kontrolér – průmyslový počítač s řídicím programem a ovládacími porty
- Uživatelské rozhraní – dotykové panely, dálkové ovladače, tlačítkové panely, virtuální UI (tablety, chytré telefony, atd.)
- Komunikační brány – moduly pro řízení technologií budov (osvětlení, topení, klimatizace, VZT, atd.)
- Detektory prostředí – dveřní spínače, přístupové systémy, senzory přítomnosti, aj.
- Software a aplikace – např. vzdálená správa, rezervační systém, monitoring, help desk, aj.

K současným řídicím systémům patří celá řada hardware a software. Mezi ty klíčové patří uživatelské rozhraní a kontrolér. Vedle toho řídicí systém obsahuje různé komunikační brány, detektory, software a aplikace, které otevírají další funkce a vlastnosti směrem do systému a zároveň otevírají tyto funkce směrem ven. V praxi je tedy možné řídicí systémy v jednotlivých místnostech propojit a napojit je na vzdálenou správu, nebo na ostatní technologie v budově, např. řízení osvětlení, topení, klimatizace, VZT, žaluzie, atp. Pomocí software pak správce AV/IT spravuje, monitoruje a analyzuje na jednom centrálním místě veškeré dostupné systémy v celé budově.

## Centrální kontrolér

Základní komponentou v řídicím systému je centrální kontrolér. Je mozkem celého řídicího systému. Na kontroléru běží specifický program, který přijímá vstupy nebo řídicí požadavky od uživatele a ovládá individuální přístroje, jak je programem vyžadováno. Programátor řídicího systému upravuje software tak, aby kontrolér prováděl správné funkce. Může být požadováno ovládat přístroje v několika místnostech napříč vysokoškolským kampusem nebo dokonce na opačném konci světa. V této pokročilé konfiguraci může být zapotřebí více propojených kontrolérů.

Kontrolér a připojené přístroje musí být schopné komunikovat, aby provedly požadované příkazy. Dostupné typy komunikačních nebo ovládacích signálů se liší podle schopností kontroléru a samotných přístrojů. Komunikace mezi zařízeními může být jednosměrná nebo obousměrná. V systému s obousměrnou komunikací posílá kontrolér instrukce do zařízení (osvětlení po rozhraní Ethernet). Zařízení provede instrukci a odpoví nazpět kontroléru, že jí provedl OK. To je nazýváno zpětná vazba a dovoluje uživateli kdykoliv vidět stav zařízení. Komunikace může být také vedena jen jedním směrem. Je nazývána jednosměrná komunikace (kontakty relé bývají jednosměrné). Jednosměrná komunikace je kolikrát jediným dostupným typem komunikace mezi kontrolérem a zařízeními. Příkaz je odeslán do nebo ze zařízení a nenásleduje žádné potvrzení, že byl příkaz proveden.

Centrální kontrolér a jeho role v AV sestavě

Kontroléry řídicích systémů bývají vybaveny různými typy periferií pro přímé ovládání komponentů AV systému. Tyto periferie jsou pomocí softwarových ovladačů (driverů) v rámci programu uloženého v kontroléru využity k vyvolání určitých funkcí a činností. Například zapnutí / vypnutí projektoru, spuštění / zatažení plátna, rozsvícení / zhasnutí svítidla. Výrobci řídicích systémů nabízí mnoho různých typů kontrolérů, které mají osazeny různé typy a počty periferií. Projektant AV systému volí podle konkrétních požadavků, jaký typ kontroléru splní požadavky na dané řešení. Někteří výrobci nabízí možnost dodatečného rozšíření pevně daných periferií na kontroléru prostřednictvím rozšiřujících modulů.

Periferie mohou zpracovávat povely jednosměrně (simplex), tj. buď směrem do, nebo z přístroje. Některé periferie zpracovávají data obousměrně (duplex), kdy po stejném komunikačním kabelu na jednu stranu vysílají povely do přístroje a na druhou stranu dostávají z přístroje informace, jestli daný povel splnil. Obousměrná komunikace může sloužit i k aktivnímu získání stavových informací, které jsou uloženy v paměti přístroje. Např. provozní teplota, počet hodin v provozu, chybové stavy, aj.

## Uživatelské rozhraní

Důležitou, ne-li nejdůležitější komponentou řídicího systému je uživatelské rozhraní. Tvoří jí buď jednoduchý tlačítkový ovladač, nebo grafické dotykové prostředí na displeji řídicího panelu. Potřeby uživatele definují správný typ uživatelského rozhraní. V malé místnosti obvykle stačí nástěnná klávesnice, ale velká zasedací místnost se bez přehledného grafického ovládání neobejde. Ke zjednodušení ovládání lze funkce sloučit do předvoleb nebo scénářů. Není tedy nutné pro každou funkci AV/IT systému mít jedno tlačítko. Vedle AV/IT techniky je možné do uživatelského rozhraní integrovat řízení osvětlení, zatažení žaluzií, nastavení komfortní teploty a další technologie.

Periferie uživatelského rozhraní

Periferie, které jsou součástí uživatelského rozhraní, jsou:

1. Dotykové panely

- různé úhlopříčky od 3,5 – 21“
- drátové nebo bezdrátové
- stolní nebo nástěnné

2. Klávesnice / dálkové ovladače

- různé velikosti a počty tlačítek
- stolní nebo nástěnné

3. Tablety a smartphone

- spojení s řídicím systémem prostřednictvím WiFi a aplikace, která emuluje virtuální dotykový panel

Specifickou součástí uživatelského rozhraní je grafický uživatelský interface GUI (Graphic User Interface).

Grafické pojetí rozhraní je čistě na fantazii jeho tvůrce, nicméně musí ctít poměrně přísná pravidla uživatelské ergonomie. Obecně platí, že uživatelé hodnotí kvalitu celého AV/IT systému právě podle kvality ovládání, zejména spolehlivost, jednoduchost, intuitivnost a přehlednost. Méně je v tomto ohledu více. Návrhář GUI musí pečlivě zhodnotit požadavky uživatele, korporátní zvyklosti a standardy, možnosti instalované AV/IT techniky, a celou řadu dalších aspektů. Výsledkem musí být GUI, kde uživatel snadno najde vše potřebné bez tlustého návodu k použití.

## Komunikační brány

Komunikační brány zprostředkovávají kontroléru řídicího systému jednosměrnou nebo obousměrnou komunikaci z a do okolních systémů. Mohou být brány do velkých komplexních technologií, jako jsou například systémy řízení osvětlení nebo vzduchotechniky. Na druhou stranu mohou komunikační brány sloužit k přístupu zvenku pro potřeby vzdálené správy a technickou údržbu. Jelikož je na trhu nepřeberné množství různých komunikačních platforem, musí projektant AV/IT systému znát konkrétní požadavky a podle toho zvolit správný druh rozhraní. V současné době se napříč všemi standardy prosazuje komunikace po sítích Ethernet, což dovoluje integraci do existujících strukturovaných kabeláží a tím lepší propojení s existujícími technologiemi.

Příklady dalších komunikačních protokolů/rozhraní/standardů/technologií:

- sběrnice EIB (European Installation Bus)
- protokol LonWorks
- rozhraní DALI (Digital Addressable Lighting Interface)
- protokol Modbus
- protokol DMX (Digital MultipleX)
- standard KNX (KoNneX) – EN 50090, ISO/IEC 14543
- technologie EnOcean
- protokol Z-Wave

Příklady komunikačních bran

## Detektory prostředí

Detektory prostředí jsou takové oči a uši řídicího systému. Prostřednictvím různých typů senzorů a měřičů dostává kontrolér řídicího systému informace o prostředí nebo situaci v místnosti nebo budově. Na základě programu je pak schopen reagovat na různé hodnoty, změny a podněty, které mu detektory přinesou.

Například: místnost s mobilní příčkou může sloužit pro dvě malé skupiny nebo jednu velkou. Pro tyto účely je možné mobilní příčkou přepažit prostor. Na příčce je umístěný spínač, který reaguje na polohu příčky a tím nastavuje potřebnou AV/IT techniku, aby fungovala buď jako dva oddělené systémy nebo jeden velký.

Dalším příkladem může být využití pohybového senzoru. Senzor může v případě, že uživatel vstoupí do místnosti rozsvítit osvětlení nebo světelný panel s informací o obsazenosti (červeně obsazeno, zeleně volno).

Díky technologiím IoT (Internet of Things) mají dnešní moderní detektory implementovanou vlastní logiku a inteligenci. Mohou přímo komunikovat prostřednictvím různých sítí (LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), LTE (Long Term Evolution), proprietární IoT) a předávat data k dalšímu zpracování a analýzu. Kontrolér řídicího systému tedy nemusí mít přímé spojení kabelem, ale stačí mu připojení do místní počítačové sítě. Detektor může dokonce sám o sobě, tj. bez přímého povelu kontroléru, aktivovat různé funkce.

Ukázka detektorů

## Software a aplikace

Software a aplikace přinášejí uživatelům velkou přidanou hodnotu k řídicímu systému a integrátorům možnost rozvíjení vztahu se zákazníkem, tzn. potenciál dalšího prodeje. Existují buď:

- partikulární aplikace pro konkrétní oblast,
- nebo komplexní software, který spojuje několik oblastí dohromady.

Zajímavou oblastí je využití osobních zařízení jako tablety a chytré telefony nejen pro ovládání techniky, ale i jako osobního asistenta pro plánování pracovního času a zdrojů (místnosti, catering, technika, navigace v objektech, aj.). Velkým tématem v korporátním prostředí je vzdálená správa, monitoring a analytika. Software tohoto druhu poskytují správcům komplexní informace o využívání zdrojů a nabízí online podporu uživatelů bez ohledu na geografické umístění kanceláře nebo pobočky firmy. Další rozsáhlou oblastí je rezervace místností, navigace v budovách a alokace zdrojů (např. catering, pronájem AV techniky, úklidové služby, aj.)

Někteří výrobci nabízí aplikace i formou služby přes cloud. Zákazník si předplácí rozsah služby dle individuálního požadavku pravidelně v měsíčních nebo ročních paušálech. Výhodou je, že si nemusí pořizovat nákladnou infrastrukturu a servery pro provoz aplikace On Premises. Jelikož řídicí systémy a jejich komponenty využívají síťovou komunikaci přes místní nebo světové sítě, nekladou se zde žádná omezení. Některé komponenty mají vlastní inteligenci (IoT) a komunikují do cloudové služby přímo, tj. bez dedikovaného kontroléru.