PC-based Control im Green Building -

mp messen
a
prüfen
®
automatisieren
S o n d e rt e i l B u i l d i n g C o n t ro l
22 PC-based Control im »Green Building«
25 Energieeffizientes Lüften
26 Lösungsbausteine für das Energiemanagement
28 Müllverbrennung mit Metro-Anschluss
30 Komponenten, Systeme, Lösungen
BUILDING CONTROL
PC-based Control
im „Green Building“
Die Anforderungen an die Intelligenz eines Gebäudes
sind in den letzten Jahren gestiegen. Das vorrangige
Ziel der hohen Energieeffizienz, bei geringen Investitions- und Betriebskosten, wird nur erreicht, wenn alle
technischen Einrichtungen des Gebäudes in ein durchgängiges Automationssystem eingebunden sind. „Green
Building“, die Idee des nachhaltigen und energieeffizienten Bauens und Wohnens, ist mit moderner PC-basierter
Gebäudeautomation von Beckhoff realisierbar.
ür die Gebäudeautomation bietet Beckhoff eine skalierbare,
PC- und Ethernet-basierte Steuerungslösung: Das große Spektrum
an Industrie-PCs aller Leistungsklassen und das umfangreiche,
modulare Busklemmensystem zur
Erfassung sämtlicher Datenpunkte im Gebäude werden abgerundet
durch die Automatisierungssoftware TwinCAT mit zahlreichen,
speziell für die Gebäudeautomatisierung entwickelten, Softwarebibliotheken.
F
onskosten und einem guten Return of Investment.
Mit dem Beckhoff-I/O-System stehen dem
Gebäudetechniker rund 400 verschiedene Busklemmen zur Anbindung der gesamten Sensorik und Aktorik zur Verfügung. Das gibt ihm
die Freiheit, wie aus einem Baukasten die für
seine Applikation notwendigen Module zu-
Gewerkeübergreifende
Gebäudeautomation
Bei der Vernetzung aller gebäudetechnischen Gewerke über eine
durchgängige
Automatisierungsplattform ist der einzelne Sensor
nicht mehr seinem Gewerk, sondern seiner Funktion zugeordnet.
Die Verbindung des Sensors zu den
technischen Gewerken HLK, Licht
und Verschattung erfolgt nur noch
über Software. Die Reduktion der
physikalischen Datenpunkte spart
Hardware- und Betriebskosten und
reduziert die Ersatzteilhaltung. In
Summe führt
Der Autor
dies zu einer
kurzfristigen
Bernd Hölscher, Produktmanagement
Gebäudeautomatisierung, Beckhoff
Amortisation
Automation, Verl.
der Investiti-
22
Beckhoff Building Automation: alle Kommunikationsstandards sind integriert.
sammenzustellen. Die feine Granularität der Klemmen erlaubt darüber
hinaus einen exakten Zuschnitt der
I/O-Ebene auf den tatsächlichen
Bedarf. Das heißt, es muss nur das
gekauft werden, was auch tatsächlich benötigt wird, und zugleich
verringert sich der benötigte Schaltschrankraum.
Nicht nur in der Industrieautomation, sondern auch bei der
Automatisierung von Gebäuden,
beispielsweise bei der Licht- und
Fassadensteuerung, werden hohe
Anforderungen an die Reaktionsgeschwindigkeit des Automationssystems gestellt. Per Buskoppler werden die I/Os auch in der Feldebene
direkt über Ethernet TCP/IP angesteuert. Das macht das Automationssystem besonders schnell und
bestens geeignet für zeitkritische
Anwendungen.
Skalierbare Lösungen
für alle Einsatzbereiche
Der Schaltschrank-PC C6915 ist optimal für die Gebäudesteuerung geeignet.
Kern der intelligenten Gebäudesteuerung ist der Industrie-PC
von Beckhoff mit der Automatisierungssoftware TwinCAT. Für
alle Anwendungsbereiche, von der
Kleinststeuerung zur Automation
eines einzelnen Raumes oder einer bestimmten Gebäudezone, bis
zum hochleistungsfähigen Indust-
mpa 3-2010
BUILDING CONTROL
rie-PC zur Steuerung einer großen
HLK-Zentrale, bietet Beckhoff ein
skalierbares Produktportfolio, aus
dem der Gebäudeplaner auswählen
kann. Dabei ist die freie Programmierbarkeit der Steuerung zur Realisierung sehr komplexer Aufgaben
äußerst hilfreich.
Abgerundet wird die Automationshardware von Beckhoff durch
umfangreiche, speziell für die Gebäudeautomation entwickelte Softwarebibliotheken. Die HKL-Bibliothek bietet dem Systemintegrator
über 90 Funktionsbausteine zur Automatisierung von Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Sanitäranlagen,
die das Engineering stark vereinfachen. Sie garantieren einen hohen
Anlagenfunktionsumfang und die
gute Wiederverwendbarkeit einmal
erstellter Vorlagen. Die objektorientierten Funktionsbausteine sorgen
darüber hinaus für eine gute Lesund Erweiterbarkeit der Anwenderprogramme.
Der Vorteil der offenen PC-Plattform besteht vor allem darin, dass
sie sich über standardisierte Kommunikationsprotokolle, wie BACnet
(in Vorbereitung), TCP/IP, OPC-UA
und Modbus-TCP, leicht in bestehende Systeme integrieren lässt.
Auch alle in der Gebäudeautomation gebräuchlichen Feldbussysteme,
z. B. LON, EIB, DALI und MP-Bus,
lassen sich über intelligente Busklemmen in die Steuerung einbinden.
Die Busklemmen mit integriertem Schalter
oder Potentiometer fungieren als Bedieneinrichtung, um unabhängig von der Steuerung
Prozessdaten ändern zu können.
mpa 3-2010
einen gezielten Eingriff und auch
eine Erfolgskontrolle zu. Dadurch
sieht man schnell, wo Einsparpotenzial besteht. So lässt sich beispielsweise mit der 3-Phasen-Leistungsmessklemme KL3403 von Beckhoff
die Energie- und Verbrauchsdatenerfassung nahtlos in die Steuerung
integrieren. Die Klemme misst alle
relevanten, elektrischen Daten und
stellt dem Gebäudeautomationssystem eine umfangreiche Netzanalyse
zur Verfügung. Die gewonnenen Daten werden über offene Schnittstellen an die zentrale Leitstelle übertragen und vom Gebäudemanagementsystem ausgewertet. Umfangreiche
Statistik- und Auswertefunktionen
ermöglichen dem Gebäudebetreiber,
Schwachstellen zu analysieren und
gezielt Verbesserungsmaßnahmen
einzuleiten.
Grafik RoomController. Alle Abb.: Beckhoff
Energieeffizienz voll im Griff
Knappere Energieressourcen und der damit
einhergehende Kostenanstieg haben zu einem
erhöhten Umweltbewusstsein geführt, so dass
der Ruf nach Energieeffizienz bei der Ausstattung und dem Betrieb von Gebäuden immer
lauter wird. Sinnvoller, effizienter Energieeinsatz heißt vor allem, Energieverschwendung
zu vermeiden. Mit dem Begriff des „Green
Building“, wird dieser Gedanke auf den Punkt
gebracht; mit intelligenter Gebäudeautomatisierung wird er realisierbar: Energieeinsparungen von bis zu 70 % sind möglich.
Den Einfluss des Automationssystems auf
die Energieeffizienz eines Gebäudes beschreibt
die DIN EN 15232. Sie gibt Planern und Investoren eine Hilfestellung, um den Einfluss von
Gebäudeautomation quantitativ bewerten zu
können und definiert Effizienzklassen von
A bis D. Die GA-Effizienzklasse A entspricht
einem sehr hohen technischen Standard und
Automationsgrad des Gebäudes, wie er mit
den Hard- und Softwarekomponenten von
Beckhoff problemlos umgesetzt werden kann.
Die Voraussetzung für Einsparungen und eine
effizientere Nutzung von Energie sind exakte
Verbrauchsmessungen. Erst die Messung einzelner Verbraucher und kleiner Gruppen lässt
Flexibilität und
Investitionssicherheit
Alle für die Raumautomation
notwendigen Funktionen sind flexibel in der TwinCAT-Entwicklungsumgebung programmierbar. Raumfunktionsänderungen oder -erweiterungen erfolgen ausschließlich
durch Änderungen in der Software;
aufwändiges Umverdrahten entfällt.
Damit reduzieren sich Umbauzeiten
und der Leerstand der Immobilie,
was zu einer höheren Rendite auf
Seiten des Investors führt. Der Einsatz offener Steuerungstechnik auf
der Basis internationaler Standards
gewährt dem Anwender ein hohes
Maß an Investitionssicherheit. Die
Beckhoff-Steuerungsplattform für
die Gebäudeautomatisierung zeichnet sich außerdem durch geringe
Systemgrenzen aus. Damit bietet sie dem Planer ein hohes Maß
an Sicherheit, dass die in der Planungsphase gesteckten Ziele in der
Projektausführung erreicht werden.
KONTAKT
Beckhoff Automation GmbH
www.beckhoff.de/building
23
BUILDING CONTROL
Building Control – gewerkeübergreifend
Beckhoff stellt auf der Light+Building 2010 zahlreiche Neuheiten für die Gebäudeautomation vor.
Beckhoff präsentiert auf der Light + Building sein Produktportfolio für
die Gebäudeautomation mit zahlreichen Neuigkeiten: Ganz im Sinne
der „Green IT“ bietet Beckhoff ein breites Spektrum an Industrie-PCs
und Panel-PCs, ausgestattet mit Intel-Atom-CPU. Durch die geringe
Prozessorverlustleistung bauen diese Steuerungen extrem klein und
bewegen sich im unteren Preissegment. Sie zeichnen sich durch hohe
Rechenleistung bei geringstem Energieverbrauch aus. Die EmbeddedPC-Serie CX5000 sowie der kompakte Schaltschrank-PC C6915 und
die Panel-PC-Serien CP62xx sind optimal für die Gebäudesteuerung
geeignet.
Der Embedded-PC CX8090 ist derzeit die „kleinste“ PC-basierte Steu-
Mehr Flexibilität bei der Planung und bidirektionale Kommunikation
bietet die neue Beckhoff EnOcean-Masterklemme KL6581, in Verbindung mit dem EnOcean-Sender- und -Empfängermodul KL6583. Durch
den Anschluss von bis zu acht EnOcean-Modulen an die Masterklemme ist die Reichweite der batterielosen Sender und Empfänger auf eine
DMX-Klemme EL6851
Embedded-PC CX8090
erung von Beckhoff – somit greift PC-Control auch in den unteren
Kategorien der Steuerung, im niedrigen Preissegment. Der CX8090,
ausgestattet mit Ethernet-Interface und direkter Anbindung an die
Beckhoff-I/O-Systeme zur Erfassung aller Datenpunkte, übernimmt als
leistungsfähiger Controller vielseitige Aufgaben: als Gebäudesteuerung,
Raum- oder Bereichscontroller sowie als dezentrale Intelligenz zur
Steuerung von HLK, Beleuchtung und Fassade.
Zur Unterstützung von Inbetriebnahme- oder eingeschränkten Betriebsabläufen bietet Beckhoff vier neue Hand/Not-Bedienklemmen.
Mit ihnen reduziert sich die Anzahl der zu installierenden Bauelemente
im Schaltschrank, wodurch sich Einbauraum und Kosten sparen lassen. Im Bereich der Gebäudeautomatisierung kommen die Klemmen
z. B. in Unterverteilungen zur manuellen Lichtschaltung oder im HKLBereich zum Einsatz, um einzelne Aggregate (Pumpen oder Klappen),
zwecks Fehlersuche oder bei der Inbetriebnahme, unabhängig von der
Steuerung zu schalten.
Mit der HD (High-Density)-Busklemme erweitert Beckhoff sein Busklemmensystem um eine Variante mit erhöhter Packungsdichte: Im Gehäuse einer elektronischen 12-mm-Reihenklemme stehen 16 digitale
Kanäle zur Verfügung. Daraus resultiert ein mehrfacher Kostenvorteil:
Der Platzbedarf im Schaltschrank wird reduziert und der Kanalpreis
sinkt deutlich. Verfügbar sind die 16-Kanal-Klemmen sowohl für die
Beckhoff Busklemmen als auch für die EtherCAT-Klemmen.
24
EnOcean-Masterklemme KL6581
maximale Datenbuslänge von 500 m erweiterbar. Das schafft nicht nur
Kostenvorteile, sondern gestaltet die Planung der Gebäudeautomatisierung wesentlich flexibler und einfacher.
Digital Multiplex (DMX), das Bussystem für die Bühnen- und Effektbeleuchtung, lässt sich über die DMX-Klemme EL6851 in das Beckhoff-EtherCAT-Klemmensystem einbinden. Als DMX-Master erlaubt die
Klemme eine direkte Anschaltung von bis zu 32 DMX-Teilnehmern und
unterstützt durch EtherCAT die Übertragung der vollen DMX-Protokollbreite von 512 Byte in nur einem Steuerungszyklus.
KONTAKT Beckhoff Automation GmbH www.beckhoff.de/building
mpa 3-2010