Lösungen Gebäudeautomation (Juli 2016)

Unser Stromweltsponsor dieser Ausgabe:

Aufgabe 1

Es geht darum, dass die technischen Einrichtungen welche sich in einem Gebäude befinden miteinander vernetzt werden. Dadurch lassen sich Gebäudefunktionen zentral steuern, was dem steigenden gesellschaftlichen Komfortanspruch gerecht wird. Es lässt sich Energie sparen, Anlagen besser überwachen, Zutritte registrieren, Abläufe und Zustände visualisieren usw.

Aufgabe 2

Heizung, Lüftung, Klima, Sanitär, Elektroversorgung, Beleuchtung, Beschattung / Jalousien, Brandmeldeanlage, Einbruchmeldeanlage, Zutrittskontrolle, Videoüberwachung etc.

Aufgabe 3

In der Feldebene sind die Sensoren und Aktoren. Sie befinden sich in der Anlage, d.h. im Feld, sind zudem mit der Anlage verbunden und beinhalten Messwert- und Kontaktgeber, Schalt- und Stellgeräte. Sie besitzen die lokalen Steuer- und Regelgeräte sowie Begrenzer und Melder. Für die Kommunikation untereinander werden Bussysteme wie KNX, LON, SMI oder DALI eingesetzt.

Auf der Automatisierungsebene finden z.B. mittels SPS Steuerungen und Regelungen statt. Datenschnittstellen und lokale Bedien- und Beobachtungseinheiten sind ebenfalls dort anzutreffen. Die Kommunikation erfolgt dabei häufig via Ethernet oder BACnet.

Die Managementebene symbolisiert die Bedienung und Visualisierung einer Anlage. Dort werden Daten aufgezeichnet, Analysen und Statistiken generiert.

Aufgabe 4

Bei einem dezentralen Bussystem ist jeder Teilnehmer im System gleichberechtigt. Die Teilnehmer sind alle mit einem Prozessor ausgerüstet, der eigenständig Telegramme empfangen und/oder senden kann. Bei einem zentralen System wird die Zusammenarbeit der einzelnen Teilnehmer durch einen Master bestimmt (z.B. CPU einer SPS). Bei Ausfall des Masters liegt das ganze System lahm.

Aufgabe 5

Ein Sensor ist ein Busteilnehmer, der eine externe Grösse aufnimmt und dann als Folge davon ein Telegramm sendet. Dies sind z.B. Taster, Lichtsensoren, Temperatursensoren, Binäreingänge.

Ein Aktor ist ein Busteilnehmer, der Telegramme aufnimmt und als Folge davon beispielsweise einen Kontakt schliesst. Dies sind z.B. Schaltaktoren, Binärausgänge, Jalousieaktoren, Dimmaktoren.

Aufgabe 6

Aufgabe 7

a) Carlo Gavazzid) Zumtobelg) INNOXELj) Wahli
b) ABB e) Theben HTS h) Siemensk) WAGO
c) Swisslux f) Legrand (bticino)i) Hagerl) EATON

Aufgabe 8

  • Welche Funktionen sind erforderlich?
  • Müssen mobile Geräte wie Smartphones und Tablets integriert werden? Wenn ja, kann der Kunde als Laie diese selbst ins System einbinden oder ist ein Systemadministrator notwendig?
  • Falls Voreinstellungen vorgenommen werden, kann der Kunde diese nachträglich selber ändern (z.B. Szenen ändern, Abläufe der Abwesenheitssimulation anpassen, …)?
  • Wie viele Teilnehmer lassen sich an das System anschliessen und wie gross ist die Bitrate?
  • Wie Aufwendig ist die Installation, Inbetriebnahme, Instruktion und eine spätere Reparatur?
  • Ist und wenn ja wie ist ein Nachrüsten möglich?
  • Falls es sich um eine Funktechnik handelt, bis zu welcher Reichweite funktioniert das System noch?
  • Mit welchen Busleitungslängen ist zu rechnen und wo liegt beim System dessen Begrenzung?
  • Wie sieht es mit der Störsicherheit / Ausfallsicherheit aus? Was lässt sich bei welchem Szenario noch bedienen?

Aufgabe 9

a) Spannungsversorgung mit Drosselspule
b) Koppler (Linienkoppler, Bereichskoppler) oder Linienverstärker
c) Jalousietaster zweifach
d) Schalt-Dimm-Aktor

Aufgabe 10

81 Teilnehmer

Aufgabe 11

X Spannungsversorgung
X System Access Point
◊ Home Repeater
◊ Free Switch

Aufgabe 12

In Einrichtungen wie z.B. Museen, Kirchen, historische Gebäude etc., wo eine Verrohrung fehlt oder ein Nachrüsten nur mit sehr grossem Aufwand und/oder Folgeschäden erstellt werden kann. Ebenfalls in grossen Räumen mit Fensterfronten, wo eine Leitungsführung nicht resp. nur begrenzt möglich ist.

Aufgabe 13

TP Twisted Pair (zwei Leiter verdrillt → Busleitung), PL Powerline (Signalübertragung über 230V-Netz), RF Radiofrequency (Signalübertragung über Funk), LWL Lichtwellenleiter (Übertragung mittels Lichtsignalen)

Aufgabe 14

  • Geeignet für SMI Antriebe in Rollläden, Jalousien, Markisen.
  • Es können bis zu 16 Antriebe parallel geschaltet werden.
  • Ein präzises Anfahren von Zwischenpositionen ist möglich.
  • Abfragen der aktuellen Jalousienposition.
  • Es können Einzel- und Gruppenadressen vergeben werden.
  • Datenübertragung erfolgt bidirektional mit einer Geschwindigkeit von 2‘400 bit/s.

Aufgabe 15

  • BUS: Binary Unit System; Übertragungsweg für den Datenaustausch, an den viele Teilnehmer angeschlossen werden, die dann alle untereinander kommuni-zieren können.
  • Busteilnehmer: Ist ein Überbegriff für alle Geräte, welche an die Busleitung angeschlossen werden und Telegramme senden und/oder empfangen können.
  • Programmieren: Erstellen eines Programmes (Software).
  • Parametrieren: Vorhandene Parameter mit den entsprechenden Werten versehen. Vereinfacht könnte man sagen, die Einstellungen an den Busteilnehmern vornehmen.
  • Telegramm: Ist eine telegrafisch (fern) übermittelte Nachricht (Datentelegramm). In ihr befinden sich die wichtigen Informationen. Die Telegramme können beispielsweise aus akustischen, optischen, elektrischen oder elektromagnetischen Signalen bestehen.

Aufgabe 16

Kontrollfeld, Adressfeld (Quell- und Zieladresse), Routing-Zähler, Länge der Nutzinformation, Nutzinformation und das Sicherungsfeld

Aufgabe 17

Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 9‘600 bit/s und für die Erzeugung einer 0 oder 1 muss mit 104 μs gerechnet werden.

Aufgabe 18

Durch Verwendung des CSMA/CD-Buszugriffverfahrens (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection). Die Teilnehmer hören am Bus mit. Ist dieser frei, so beginnen sie zu senden. Während des Sendevorganges wird wieder mitgehört. Stellt sich hier eine Unstimmigkeit ein, bricht der Teilnehmer das Senden ab und wiederholt sein Telegramm.

Aufgabe 19

Die Telegramme, die sich auf der Busleitung befinden, müssen zwangsläufig Wechselsignale sein. Der Glättungskondensator des Netzgleichrichters (Spannungsversorgung) wirkt für das Signal als Lastwiderstand. Je höher die Frequenz, desto niedriger ist der Kondensatorwiderstand XC. Die Signale werden nahezu komplett via Kondensator kurzgeschlossen. Wird eine Spule hinzu geschalten, kann die Gleichspannung resp. der Gleichstrom passieren, während für Wechselsignale an der Spule ein erheblicher Widerstand besteht.

Die Drossel wird demnach benötigt, damit die Telegramme vom Glättungskondensator der sich in der Spannungsversorgung befindet nicht zerstört werden.

Aufgabe 20

Geräte werden mittels Klemmen im digitalSTROM – System integriert. Jeder Klemme ist eine bestimmte Farbe zugeordnet. Die Farbe kennzeichnet dabei die jeweilige Hauptfunktion und erleichtert dem Installateur die Arbeit.

  • blau: Klima (z.B. Heizung, Lüftung, Klima)
  • rot: Sicherheit (z.B. Schutzfunktionen wie Brand- und Einbruchmelder)
  • gelb: Licht (z.B. Decken-, Wand-, Stehleuchten)
  • grün: Zugang (z.B. Klingel, Türöffner)
  • grau: Schatten (z.B. Rollladen, Jalousien, Sichtschutz, Markisen)
  • schwarz: Joker (zur freien Verwendung)

Aufgabe 21

  • Es können max. 64 Betriebsgeräte (EVG’s) an ein DALI-System angeschlossen werden.
  • Es stehen 16 frei programmierbare Gruppen zur Verfügung.
  • Die gesamte Busleitungslänge beträgt im Maximum 300 m.
  • Der maximale Systemstrom liegt bei 250 mA.
  • Rückmeldungen von Informationen (z.B. Lampe defekt, Dimmwert etc.) stehen zur Verfügung.
  • Es können Einzel- und Gruppenadressen vergeben werden.
  • Die Nutzdatenübertragungsrate beträgt 1‘200 bit/s.
  • Der Dimmbereich liegt zwischen 1% bis 100%.

Aufgabe 22

Er ist ständig mit dem Internet verbunden und somit in der Lage, nahezu jede Frage zu beantworten. Dank seiner Datenbank wird er mich an Geschäftstermine, Geburtstage und sonstige wichtige Dinge erinnern. Er wird mit allen Haushaltgeräten kommunizieren können. Wird wissen, was sich wo im Hau  befindet, was einzuschalten und was auszuschalten ist. Den Kühlschrank muss er selbstverständlich auch nicht öffnen um zu wissen, was drin ist.

Soll ein Roboter mein Leben erleichtern, sei dies aus gesundheitlichen Gründen oder einfach nur des Luxus wegen, ist der Einsatz einer Gebäudeautomation fundamental.