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CANopen-vernetzte Gebäudetüren

Nur in den seltensten Fällen reichen heute einfache mechanische Schlösser zur Sicherung von Gebäuden aus. Insbesondere im öffentlichen Bereich, zunehmend aber auch im privaten, werden hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Zur Sicherung von Leben, Gesundheit und Eigentum benötigt man komplexe Türsysteme. Diese können mit elektronischen Funktionen ausgestattet sein, wie z.B. Alarmgerät, Zahlenkombinationseingabe, Fingerabdruck- und Handflächenlesegerät, Pupillen-Scanner oder Sprachidentifikation. Die internationale Anwender- und Herstellerorganisation CAN in Automation (CiA) entwickelt in Zusammenarbeit mit Marktführern von Türsystemen das CANopen-Anwendungsprofil für Gebäudetüren (CiA 416).
Das CANopen-Anwendungsprofil für Gebäudetüren regelt die Kommunikation zwischen Sensoren und Aktuatoren sowie der lokalen Türsteuerung. Ziel der Standardisierungsarbeit ist es, den Verdrahtungsaufwand der Geräte zu verringern sowie die Koordination und Kontrolle der Einzelgeräte zu verbessern. Einzelgeräte sollen mit ‚Plug-and-Play‘-Fähigkeit einfach in das CAN­open-Netzwerk eingebunden werden können; Informationen können verschlüsselt zwischen den Geräten übertragen werden. Ein solches Netzwerk kann nebenbei auch noch relativ einfach konfiguriert und erweitert werden.

Kontrolle von Gebäudetüren – nicht alle dürfen durch

In öffentlichen Gebäuden müssen Fluchttüren für den Gefahrenfall zur Verfügung stehen. Um eventuellem Missbrauch vorzubeugen, sind diese Türen im Normalfall meist mit Fluchttürsteuerungen/-verriegelungen versehen, die über ein CANopen-Netzwerk angesteuert werden können. Diese verriegeln die Fluchttüren und überwachen ihren Verriegelungszustand. Bei Gefahr kann die Tür jederzeit leicht über den Not-Auf-Schalter neben der Tür geöffnet werden. In diesem Fall erfolgt eine Meldung und das System löst einen Alarm aus. Es gibt allerdings Situationen, in denen es nicht sinnvoll ist, dass jede Person immer die Fluchttür öffnen kann. So könnte z.B. in einem Gericht oder einer Polizeidienststelle theoretisch eine in Gewahrsam befindliche Person aus dem Gerichtssaal entkommen, indem sie die Fluchttür öffnet. Oder ein Dieb könnte als Besucher ein Museum betreten, einen Gegenstand entwenden und mit diesem über den Fluchtweg entkommen. Aus Sicherheitsgründen muss aber in Gefahrensituationen ein Fluchtweg offen stehen. Andere Notwendigkeiten für vernetzte Türsteuerungen sind außerdem Schleusen mit zwei oder mehr Türen. Neben Dunkelkammern und Labors können sie auch bei Durchreichen in Infektionsabteilungen und für Müllschlucker mit mehreren Einwurftüren eingesetzt werden. Ebenso möglich ist ein Einsatz im Eingangsbereich oder in Sicherheitsbereichen von Banken, z.B. bei Sicherheitstransporten. Viele weitere Einsatzbereiche für vernetzte Türen sind denkbar, z.B. Fernsteuerung von Türen, Zentralverriegelung, Überwachung oder Zugangskontrolle.

Standardisierung – von Vorteil für Hersteller, Gebäudeausrüster und Endkunden

CANopen ist eine robuste Netzwerk-Technologie, die inzwischen in verschiedenen Bereichen wie industrieller Automatisierung, Medizintechnik oder der Schifffahrt eingesetzt wird. Außerdem findet man CANopen in der Photovoltaik, in Windkraftanlagen, in Aufzügen und anderen Gebäude-Automatisierungssystemen, in der Laborautomatisierung, in Fahrzeugen und eingebetteten Steuerungen. CAN­open zählt schon jetzt zu den am breitesten eingesetzten seriellen Bussystemen. Die weite Verbreitung der Technik zeugt von der hohen Verlässlichkeit des Netzwerkes. Die Technik bewährt sich Tag für Tag weltweit im Dauereinsatz. Gebäudeausrüster profitieren vom Einsatz des standardisierten Protokolls CANopen (EN 50325-4). Geringere Kosten in der Entwicklung und Herstellung und die Auswahl zwischen mehreren Herstellern machen sich in sinkenden Einkaufspreisen bemerkbar. Da Gebäudeausrüster mit CAN­open nicht an eine herstellerspezifische Technologie gebunden sind, sondern ein weit entwickeltes, offenes System nutzen, haben sie die Auswahl aus mehreren Komponenten, die miteinander kommunizieren und funktionieren. Dadurch ist es möglich, dass Steuerungen, Sensoren und Aktuatoren von verschiedenen Herstellern ohne großen Konfigurationsaufwand miteinander arbeiten. Natürlich lassen sich Kosten auch durch den Zukauf größerer Stückzahlen senken. Gebäudeausrüster können diese Einsparungen an ihre Endkunden weitergeben. Jene Gebäudeausrüster, die auch die Systemwartung selber durchführen, profitieren natürlich auch von der großen Auswahl an Software, welche am Markt erhältlich ist. Sie erleichtern die Wartung und machen sie kostengünstiger als viele einzelne herstellerspezifische Lösungen. Aber auch Hersteller von Türsystemen profitieren vom Einsatz der bewährten Technologie. Sie reduzieren ihre Kosten durch kürzere Entwicklungszeiten und, da sie größere Chargen der gleichen Produkte herstellen können, durch bessere Auslastung von Maschinen in der Produktion. Da sich die Netzwerke im prinzipiellen Aufbau nicht voneinander unterscheiden, können sie ihre Entwicklungsabläufe optimieren. Statt sich mit Netzwerkdetails herumzuschlagen, können sie sich auf ihre Expertise in den Türsystemen konzentrieren. Für Systemintegratoren reduziert sich der Aufwand bei der Systemintegration durch immer wiederkehrende Prozesse. Die verwirrende Vielzahl von herstellerspezifischen Referenzen wird durch den CAN­open-Standard vermieden. Auch Softwarekosten verringern sich bei größeren Stückzahlen pro Einheit. Durch Einsatz einer standardisierten Lösung vereinfacht sich die Logistik der Herstellung. Durch einheitliche Prüf- und Testmethoden können die Hersteller Zeit einsparen und müssen nicht das Rad jedes Mal neu erfinden. Das gleiche gilt für Freigabe- und Konformitätsprüfungen. Bereits freigegebene Systeme können schneller und effektiver eingesetzt werden als immer neu zu prüfende.

Anwendungsprofile – höhere Standardisierung für besseres ‚Plug-and-Play‘

Noch einfachere Vernetzung von Geräten erreicht man mit spezifisch auf Türsysteme vordefinierten Kommunikationsinhalten innerhalb des CANopen-Netzwerkes. Diese Kommunikationsinhalte definieren CiA-Mitglieder im Rahmen der CiA-Arbeitskreise im Anwendungsprofil CiA 416. In der menschlichen Sprache ist dies vergleichbar mit einem Sprachführer, in dem man Sätze für bestimmte Gelegenheiten findet, z.B. für den Restaurantbesuch. Während das höhere Protokoll CANopen sozusagen die Grammatik und die Vokabeln der Kommunikation vorgibt, ermöglicht das CANopen-Anwendungsprofil es, häufig verwendete Sätze (hier: Befehle und Fragen) zu implementieren. So wie man sich im Restaurant mit dem Kellner verständigen kann, erreicht man in der Netzwerkkommunikation, dass sich alle Teilnehmer ohne Netzwerkkonfiguration per ‚Plug-and-Play‘ zusammenstecken lassen. Mit dem Anwendungsprofil CiA 416 erreicht man ‚Plug-and-Play‘-Funktionalität zwischen allen Geräten ohne jegliche Konfiguration durch die beschriebene Prozedur zur automatischen Einstellung der Netzwerk-Knotennummer sowie durch die vordefinierten Prozessdatenobjekte (PDO) und die Beschreibung sämtlicher Anwendungsobjekte. Gegen Ende des Jahres wird CAN in Automation einen Workshop zu dem Thema CANopen in Gebäudetüren veranstalten. Verschiedene Firmen werden bei dieser Veranstaltung über Ihre Erfahrungen mit dem Einsatz von CANopen in Türsystemen berichten. Zudem vermitteln Vortragende des CiA den Teilnehmern Grundlagen von CAN, CANopen und stellen den Inhalt und Aufbau der Spezifikation CiA 416 dar. Der Workshop richtet sich in erster Linie an Systemintegratoren und Hersteller von elektronischen Komponenten. Details zu dieser Veranstaltung erhalten sie unter Tel. 09131/69086-0 oder per E-Mail an headquarters@can-cia.org.

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