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Cloud Control: flexible Raumautomation

Zeitgemäße Raumautomation muss heute so flexibel sein, dass sie sich schnell und einfach an Raum- und Nutzungsänderungen anpassen lässt. Cloud Control ist eine Lösung, bei der durch über IP vernetzte Controller Rechenleistung zur Automation aller Räume des Gebäudes selbstgesteuert an der richtigen Stelle zur Verfügung gestellt wird. Durch die Verarbeitung wird die zur Verfügung stehende CPU-Leistung optimal verwendet.

Gebäudeautomatisierung in der ‚Cloud‘ ist nicht nur revolutionär, sondern beinahe anmaßend evolutionär. Ersetzt man alle bisher zum Einsatz gekommenen Paradigmen mit neuen Technologien, so entsteht die L-ROC Architektur, die sich folgender Neuerungen bedient.

L-Studio ersetzt alle anderen Tools

L-Studio ist eine integrierte Entwicklungsumgebung, in der alle Aufgaben zur Automatisierung eines Gebäudes zur Verfügung stehen.
– Programmierung der Funktionen
– Erstellen der Kommunikationsbeziehungen
– Fehlersuche und Fehleranalyse
– Erstellen der Visualisierung
– Erstellen der Dokumentation
– Deployment in L-ROC Controller

Ereignisse ersetzen Zyklen

Anstelle eines zyklisch programmierten Systems (nach IEC 61131) tritt ein vollkommen ereignisgesteuertes System nach IEC 61499. Jeder Tastendruck, jede sich ändernde Temperatur, jedes Datenpaket am Netzwerk wird als Ereignis verarbeitet. Ist das Gebäude ruhig, so schläft auch die Steuerung und wartet mit ihrer vollen CPU Leistung darauf, das nächste Ereignis in Windeseile verarbeiten zu dürfen. Ist das z.B. ein Tastendruck, um die Jalousie zu bewegen, so wird dieser Schaltbefehl nicht erst im nächsten Programmzyklus verarbeitet, sondern in dem Augenblick, wo er stattfindet.

Objekte ersetzen Kopien

Noch 12 Stunden bis Projektabnahme und dann eine Kleinigkeit, auf die man einfach vergessen hat, das raubt jegliche Illusion einer termingerechten Übergabe. In einem typorientierten Objektansatz wie L-ROC wird einfach der Typ mit der neuen Funktion erweitert und in jeder Instanz (sprich in jedem Raum) ist automatisch die neue Funktion verfügbar. Nicht nur neue Funktionen werden im Typ definiert, sondern auch die Kommunikationsinterfaces. Sollte nun noch ein weiterer Datenpunkt in einer BACnet OWS verfügbar sein, so wird im Typ das neue BACnet Objekt hinzugefügt, und schon ist dieses neue BACnet Objekt in jeder Fensterachse oder in jeder Lüftungsanlage verfügbar. Das wiederholte Kopieren von Funktionseinheiten wird ersetzt durch ein extrem leistungsfähiges Typ-In-Typ Konzept, wo Typen in einem weiteren Typ verwendet werden können. Am Beispiel einer Raumautomatisierung wäre z.B. ein Jalousiencontroller ein Typ, der in einem Typ ‚Fensterachse‘ verwendet wird. Besteht nun in Ihrem Gebäude eine Fensterachse aus 2 Fenstern und es werden 2 Jalousiencontroller benötigt, so erweitert man den Typ ‚Fensterachse‘ mit einer weiteren Instanz des Typs ‚Jalousiencontroller‘ und bekommt so einen Typ ‚Fensterachse‘ mit 2 Jalousiencontrollern für die Ansteuerung der beiden Jalousien.

Verteilung ersetzt starre Programme

Cloud Control steht für die optimale Auslastung der zur Verfügung stehenden Rechenleistung zur Regelung eines Gebäudes. Dazu werden im Gebäude CPU-Einheiten verteilt, an die Sensorik- und Aktorik hardwaremäßig über Ein- und Ausgänge angebunden sind. Erst bei der Inbetriebnahme des Gebäudes werden die benötigten Funktionen entweder automatisch oder manuell auf die CPU-Einheiten verteilt. Bei der Notwendigkeit weiterer Funktionen, werden diese zusätzlich auf die CPU-Einheiten geladen und führen dort ihre Aufgaben aus. Für eine zukünftige Erweiterbarkeit ist ab Inbetriebnahme des Gebäudes gesorgt. Und durch die sehr effiziente, ereignisgesteuerte Verarbeitung steht immer genug CPU-Leistung zur Verfügung.

Offene Kommunikation ersetzt proprietären Datenaustausch

Im L-ROC System stehen alle offenen Kommunikationsschnittstellen wie BACnet, CEA-709 (Lon), KNX, ZigBee, OPC XML-DA zur Verfügung. Damit integriert sich L-ROC vorzüglich mit bestehenden BACnet oder Lon Gebäuden und liefert Daten direkt in OPC XML-DA basierende Visualisierungen.

Integrierte Visualisierung

Ein weiterer Bestandteil eines ‚Typs‘ ist die integrierte Visualisierung. Bereits beim Erstellen eines Typs wird definiert, wie sich dieses Objekt visualisieren wird. Ein Objekt kann sich auch auf mehrere Arten visualisieren, um sich z.B. einem Gebäudebetreiber anders zu präsentieren als einem Servicetechniker. Als Ergebnis entstehen automatisiert fertige L-VIS oder L-Web Projekte, die selbsttätig im Netzwerk verteilt werden.

Ein universeller Controller

Der LROC-100 ermöglicht über seine Erweiterbarkeit mit LIOB I/O Modulen einen universellen Einsatz an jeder Stelle eines Gebäudes. Er übernimmt die Regelung einer Lüftungsanlage ebenso wie die Regelung einer Fensterachse. Dies ermöglicht eine besonders einfache Lagerhaltung von Ersatzkomponenten beim Systemintegrator bzw. einen unkomplizierten Austausch im Fehlerfall in einer bestehenden Anlage.

Getestete Bibliotheken

Mit Erscheinen des LROC-100 stellt LOYTEC eine getestete Funktionsbibliothek für die Raumautomatisierung zur Verfügung. Mit den Komponenten aus dieser Bibliothek können in wenigen Schritten und einem geringen Projektrisiko Beleuchtung mit Konstantlichtregelung, Jalousien mit Lamellennachführung, sowie Heiz- und Kühlsysteme im Raum realisiert werden. Eine Bibliothek für Primäranlagen wird ab Sommer 2012 zur Verfügung stehen.

288 Fensterachsen automatisiert

Im folgenden Beispiel wird ein Bürogebäude mit flexibler Raumaufteilung mit Hilfe der L-ROC Technologie automatisiert. Das Gebäude hat 6 Stockwerke. Jedes Stockwerk besteht aus einem Gang im Westen und einem Gang im Osten. Der westliche Gang umfasst 16 Fensterachsen, der östliche Gang umfasst 32 Fensterachsen. Es wird damit begonnen, den westlichen Gang (AisleWest) zu modellieren. Dazu wird aus der Funktionsbibliothek 4-mal der Typ LROC100Type1 verwendet, der für 4 Fensterachsen die Beleuchtung regelt, die Jalousien steuert, sowie Heizen und Kühlen kann. Der nächste Schritt beinhaltet die Erzeugung des Gang Ost (AisleEast) mit 8-mal LROC100Type1 Geräten. Durch Kombination eines AisleWest und eines AisleEast definiert sich ein Stockwerk (FloorType1). Pro Stockwerk werden somit 16 + 32 = 48 Fensterachsen automatisiert. Da das Gebäude 6 Stockwerke hat, wird das Objekt FloorType1 6-mal instanziert und als Typ Building6Fl gespeichert. In Summe wurden nun (16 + 32) . 6 = 288 Fensterachsen automatisiert. Aus dem Objekt ‚Building6Fl‘ werden automatisch die 72 Stk. LROC-100 Controller angelegt und die Programmierung dazu erstellt. Die Kommunikationsbeziehungen zwischen den LROC-100 Controllern werden ebenfalls automatisch erstellt. Mit einem Mausklick wird die Konfiguration und Programmierung der LROC-100 Controller in die Geräte geladen, die vorher vom Installateur eingebaut und verdrahtet wurden. Der Installateur testet auf dem eingebauten LCD Display die Verdrahtung der Sensoren und Aktoren und stellt die IP-Adresse des Gerätes ein. Kommt nun der Systemintegrator zur Anlage und macht ein ‚Deployment‘ der Konfiguration und Programmierung in die LROC-100 Controller, so kann er davon ausgehen, dass die Verdrahtung in Ordnung ist und er die LROC-100 Controller nie physikalisch zu Gesicht bekommen wird. Das L-Studio erstellt zudem automatisch die Visualisierung für die Gebäudeleittechnik und auch die Projekte für die LVIS-RE Touch Panels zur lokalen Bedienung der Räume.

Wir parametrieren 288 Fensterachsen

Zuletzt müssen aus Fensterachsen Räume entstehen und die Parametrierung der Jalousien, der Konstantlichtregler, der Heiz- und Kühlsetpoints durchgeführt werden. Mit dem flexiblen Raumachsensystem der L-ROC Architektur entstehen Räume durch Parametrierung. Als Hilfestellung für diese Aufgabe dient der LWEB-821 Master Parameter Editor. In einer Spreadsheet-Darstellung werden alle systemrelevanten Parameter dargestellt und können durch Multiselect gemeinsam verändert werden. So werden mit nur einem Mausklick z.B. sämtliche Jalousielaufzeiten im Gebäude verändert oder eine Fensterachse wird ganz einfach einem neuen Raum zugeordnet.

Ausfallsicherheit als Prämisse

Sämtliche Programme, Konfigurationen und Parameter werden in einer SQL Datenbank abgelegt und durch periodische Backups aktuell gehalten. Fällt ein LIOB I/O Modul aus, so wird das neue LIOB Modul vom LROC-100 Controller automatisch konfiguriert. Fällt ein LROC-100 Controller aus, so wird der neue LROC-100 Controller automatisch mit dem letzten Backup aus der SQL Datenbank konfiguriert und die Anlage läuft weiter. LROC-100 werden ressourcenschonend als Ethernet Ring verkabelt. Fällt ein LROC-100 oder eine Kabelverbindung aus, so wird der Ethernetring automatisch von beiden Seiten gespeist und die Anlage läuft ohne Unterbrechung weiter.

www.loytec.com

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