Leitsysteme. Siemens „Desigo“, ein flexibles Gebäudeautomatisierungssystem


Seminararbeit, 2008

31 Seiten, Note: A


Leseprobe

INHALTSVERZEICHNIS

1. EINLEITUNG
1.1 Allgemeine Systembeschreibung

2. DIE MANAGEMENTEBENE
2.1 Softwarefunktionen der zentralen Leittechnik
2.1.1 Aufzeichnungsfunktionalität
2.1.2 Ereignisverarbeitungsfunktionalität
2.1.3 Zeitfunktionalität
2.1.4 Nutzerzugriffsverwaltung
2.1.5 Grafikdarstellung
2.2 Datenauswertung und Energiemanagement

3. DIE AUTOMATISIERUNGSEBENE
3.1.1 kompakte Prozessstationen
3.1.2 modular aufgebaute Prozessstationen
3.1.3 MMI in der Automatisierungsebene
3.1.4 Webserver für Automatisierungsebene

4. DIE FELDEBENE
4.1 Baugruppen zur Signalverarbeitung
4.2 Raumautomatisierung
4.2.1 Raumautomation auf Basis LonMark
4.2.2 Raumautomation auf Basis KNX (EIB)

5. INTERGRATION VON D RITTHERSTELLERN

6. SOFTWARE - ENGINEERING

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Literaturverzeichnis

1. EINLEITUNG

In diesem Kapitel wird das Thema eingeleitet und die Grundlagen zum ausgewähl-ten System erklärt. Das System wurde von Siemens Building Automation entwi-ckelt und trägt den Namen DESIGO. Das System wurde zur Realisierung von Auf-gaben in der Gebäudeautomatisierung - speziell die Regelung von HLK-Anlagen - entwickelt.

1.1 Allgemeine Systembeschreibung

Siemens DESIGO ist die Zusammenfassung von frei programmierbaren Prozess-stationen mit modularem Aufbau. Die Komponenten sind in der kompletten Breite der Gebäudetechnik einsetzbar. Das System besteht aus integrierten Steuer- und Regeleinrichtungen, die auf allen Systemebenen (Management-, Automatisie-rungs- und Feldebene) zum Einsatz kommen können. Das System hat neben au-tomatisierten Bedienungsfunktionen über die zentrale Gebäudeleittechnik auch die Funktion von Datenprozessierung und Energiemanagement.

Dabei setzt das System vorwiegend auf offene Kommunikationsstandards und daher auch bei Erweiterungen einer bereits installierten Basis mit diversen Dritt-herstellern flexibel. Das Leitsystem besteht aus einem voll skalierbaren Sortiment an Prozessautomatisierungsstationen, Einzelraumregeleinheiten und MMI-Bedien-und Eingreifmöglichkeiten auf allen Systemebenen. Das System kommuniziert auf Grundlage folgender Standards:

- BACnet über das Kommunikationsmedium Lon oder Ethernet/IP – Kommunikation in der Automatisierungs- und Managementebene
- LON, KNX (EIB) und PPS2 über das Kommunikationsmedium Lon oder Zweidrahtleitung – Kommunikation in der Feld- und Automatisierungs-ebene
- Mod-Bus, SED2, M-Bus, OPC – Kommunikation über diverse Medien je nach Erfordernis der Integration von Geräten dritter Hersteller - Vorwie-gend in der Automatisierungs-, aber auch in der Feldebene möglich.

Gemäß Dipl. Ing. Hans R. Kranz ist folgendes bei der Interoperabilität von Gebäu-deautomatisierung folgendes zu beachten: „Eine Plug-and-play-Aufschaltung von Systemen unterschiedlicher Hersteller auf ein System mit genormten Protokoll ist im Bereich der Gebäudeautomation Utopie. Eine maximale Durchgängigkeit zwi-schen den verschiedenen Ebenen und Produkten wird auf absehbare Zeit nur in homogenen Systemen der namhaften Hersteller erreicht.“ [Kra06].

Daher ist Interoperabilität von Drittherstellern jedenfalls anhand der gegebenen Dokumente (z.B. PICS, ISO-Standard) zu überprüfen.

Die Bedienung von HLK-Anlagen stellt in der Gebäudetechnik eine komplizierte Aufgabe dar. Das System benutzt daher nutzerspezifisch anpassbare Bedienerin- terfaces auf allen Ebenen des Systems. Die Bedienelemente können mit beliebei-gen Texten und verschiedensten Grafikelementen organisiert werden.

Funktionen, die in der Gebäudetechnik komplexe und aufwändige Zusammenhän-ge darstellen (dies sind z.B. h/x-Kurven, Heizkennlinien und Lastabwurfberech-nungen und Netzwiederkehrschaltungen) werden über einen zentralen Rechner, über den das System zusammengeführt ist angezeigt. Die Anzeige erfolgt hier vorwiegend grafisch und erfordert eine geschulte Bedienerbenutzung.

Die Leittechnikfunktionen können, sofern dies der Sicherheitsstandard des Kun-den zulässt auch über das Intra- oder Internet erfolgen, womit eine Fernbedienung der Betriebsführung oder Wartung erfolgen kann. Zusätzlich können Pager, Han-dys und PDA’s auf das System gekoppelt werden um kritische Zustände an das zuständige Servicepersonal zu übermitteln.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.1: Systemtopologie DESIGO [Sie08]

Die Abbildung 1.1 zeigt den Systemaufbau des DESIGO-Systems. Der obere Teil der Darstellung zeigt die Managementebene des Systems. Der links gezeichnete Rechner ist der so genannte Vollausbau für die Fernalarmierung. Hier sind bei-spielhaft alle Elemente gezeichnet, die über den Rechner als Alarmempfänger angesteuert werden können. Der Rechner in der linken Hälfte, der mit dem Begriff „WEB-Client“ bezeichnet ist, ist die Remotebedienung des Systems via Intra- und Internet. Gleiches gilt für den Rechner rechts, der direkt über eine Modemleitung auf ein bestimmtes Prozessgerät in der Automatisierungsebene zugreifen kann. Die Rechner die mit dem Namen „DESIGO INSIGHT“ beschrieben sind können, die im späteren Teil dieses Dokuments beschriebenen Softwarefunktionen ausfüh-ren. In der unter der Managementebene liegenden Ebene – der Automatisie-rungsebene - sind alle möglichen Kombinationen an Prozessgeräten dargestellt. In der Feldebene darunter sind symbolisch Drittgeräte und Einzelraumregelungssys-teme dargestellt. Die nähere Beschreibung folgt in den nächsten Kapiteln.

2. DIE MANAGEMENTEBENE

Im Nachfolgenden Teil wird die Managementebene des behandelten Systems durchleuchtet. Im Näheren werden Softwarefunktionen und Managementmöglich-keiten gezeigt. Die Hardware der Managementebene wird hier nicht näher behan-delt, da hier Rechner der aktuellen Technologie verwendet werden. Eine genaue Spezifikation ist nicht erforderlich.

2.1 Softwarefunktionen der zentralen Leittechnik

Die Managementfunktionen von der Leittechnikzentrale sind auf die HLK-Technik zugeschnitten und bringt eine nutzerfreundliche Beobachtung und Bedienung des Leitsystems. Die einzelnen beschriebenen Softwarefunktionen können einzeln auf der Rechnerzentrale und auf Wunsch des Betreibers installiert werden. Die einzel-nen Bündel sind unabhängig voneinander und müssen nicht als komplettes Paket erworben werden. Dabei ist variabel einstellbar welcher Nutzer/Zugriff welche Rechte und Pflichten besitzt und wird bei der Installation und Konfiguration der Qualifikation der Benutzer angepasst. Alle genannten Funktionen sind sowohl über den zentralen Rechner, als auch über eine entsprechende Erweiterung über ein Netzwerk (Intra- oder Internet) zugänglich. Die Funktionen der Pakete stehen dann vollumfänglich (einzig beschränkt durch die Geschwindigkeit der Verbindung zur Anlage) über Standard-Internetbrowser zur Verfügung.

2.1.1 Aufzeichnungsfunktionalität

Die Aufzeichnung von Betriebsdaten ist eine wichtige Funktion in der Gebäude-technik. Durch das Aufzeichnen von Betriebsdaten - dies sind im speziellen physi-kalische Eingangsgrößen der Anlage - können Schlüsse auf die Parameter der Regelung und Steuerung gemacht werden. Durch die Veränderung dieser Para­meter kann die Regelung optimiert und langzeitige Verbesserungen von Einzel-und Gesamtprozessen verwirklicht werden. Diese Verbesserungen ergeben sich meist aus der Gebäudephysik und -geometrie.

Die so genannte Trendaufzeichnung ist eine Datenverarbeitung der Ein- und Aus-gangssignale. Die Datenaufzeichnung erfolgt wahlweise in Echtzeit oder im Nach-hinein aus der Anlagenaufzeichnung. Im System werden die Aufzeichnungsdaten gemäß den Richtlinien der ISO-Norm für native BACnet-Kommunikation als Trend-Objekt für dritte Systemintegratoren verfügbar. Die Daten werden verarbeitet und in der nutzerspezifischen Form visualisiert. Die entstehenden Diagramme und Kurven sind auf dem Bediengerät in der Automatisierungsebene und auf der zent-ralen Leittechnikstation darstellbar. Die Darstellungen erfolgen zwei- oder dreidi-mensionaler Grafik. Im Echtzeitmodus werden die gewünschten Ein- oder Aus-gangszustände (z.B. Temperaturen, Störmeldungen) in einem COV- oder Abfra-geverfahren eruiert und als Datenwert in der ausgewählten Grafikdarstellung direkt ausgegeben. Einschwingvorgange der Regelung können somit geklärt werden. Um zu verhindern dass die größtmögliche Datenmenge überschritten wird, ist die temporäre Speicherung der Daten begrenzt. Sollten weitere Datenaufzeichnung erforderlich sein so können diese exportier oder über eine spezielle Datenprozes-sierungssoftware (si]ehe 2.2) ausgewertet werden. Der historische Aufzeichnungs-kanal erfordert keine permanente Verbindung zur Bedieneinheit (Bediengerät oder Bedienstation / Leitzentrale). Die Prozessstation speichert bis zur nächsten Ausle-sung die Datenwerte und gibt diese dann bei Bedarf an die grafische Auswertung ab.

Die Abbildung 2.1 veranschaulicht die Aufzeichnung von diversen Eingangsgrö-ßen auf der Bedienstation Desigo Insight. Im linken Abschnitt ist der aktuelle Pro-jektbaum mit den angeschlossenen Prozessgeräten abgebildet. Die Werte können aus dem Projektbaum ausgewählt werden und in die Trendaufzeichnung rechts abgebildet werden. In den rechten Bildern sind Beispiele für Werteaufzeichnungen vorhanden. In der oberen Abbildung werden zwei digitale Zustände mit einem ana-logen Wert verglichen. In der unteren Abbildung ist ein analoger Eingang ange-zeigt und zusätzlich Alarm- und Warnungsmeldungen, die mit dessen Zustand zusammenhänge direkt bei dem Zeitpunkt des Auftretens eingezeichnet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.1: Beispiel für Trendaufzeichnung auf der Managementebene [Sie08]

Abbildung 2.2 ist ein Beispiel für die gleiche Funktionalität auf der Automatisie-rungsgeräteebene. Die Daten werden über ein Klartext-Bediengerät mit Grafik-funktion ausgegeben, damit Zustände direkt an der Anlage bzw. beim Prozessge-rät getestet werden können. In der Abbildung ist beispielsweise die Online-Aufzeichnung der Aussentemperatur skizziert. Hier können auch mehrere Werte gleichzeitig dargestellt werden. Die Unterscheidung der Wertekurven erfolgt durch die Art der Linienanzeige (unterbrochen, Punkte, usw.).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.2: Beispiel für Trendaufzeichnung auf der Automatisierungsebene [Sie08]

2.1.2 Ereignisverarbeitungsfunktionalität

Die Warnung bei kritischen Anlagenzuständen, die in den angeschlossenen Pro-zessen und innerhalb des Prozessstationsnetzwerks auftreten müssen im kom-pletten System automatisiert generiert werden. Eine entsprechende Warnungsan-zeige (akustisch und visuell) wird im ganzen System unterstützt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.3: Beispiel für Meldungsausgabe auf der Managementebene [Sie08]

Die Abbildung 2.3 und Abbildung 2.4 zeigen die Meldungsanzeigefunktionen für die Management- und Automatisierungsebene. Die Meldungen in der Abbildung 2.3 zeigen das Management und Alarmierung über die Bedienstation. Das obere Fenster zeigt die detaillierte Übersicht über aktuelle und bereits bearbeitete Alarmmeldungen. Der hier sind Informationen über den Status der Meldungen (z.B. anstehend, quittiert), die Priorität, Beschreibung, Kurztexte, Zustand und Er-scheinungszeit in tabellarischer Form angezeigt. Das untere Fenster ist ein Bei- spiel für eine Pop-Up-Warnung eines akuten Alarms. Die Daten werden hier er-neut dargestellt. Die Alarmmeldungen werden auch auf Prozessautomatisierungs-ebene über Bediengeräte angezeigt, wie in Abbildung 2.4 gezeigt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.4: Beispiel für Meldungsausgabe auf der Automatisierungsebene [Sie08]

Das gegenständliche Leittechniksystem arbeitet hierbei wiederum mit BACnet-BIBB’s, in welchen Alarme und Störungsmeldungen in bis zu 256 Dringlichkeits-stufen ausgegeben werden können. Die Stufen reichen von Warnungsmeldungen die aus einer Prozessroutine selbst behoben und quittiert werden über standardi-sierte und erweiterte Funktionalitäten (Unterscheidungen bei Quittierung und Be-hebung) bis zu Fernalarmierung von zuständigen Spezialtechnikern über Handy bzw. Pager.

Die Alarmierung wird sowohl an den Bediengeräten der Automatisierungsebene als auch der Leittechnikstation angezeigt und visualisiert. Das Meldungsmanage-ment erfolgt hierbei über die Bedien- bzw. Leittechnikstation. Die dringlichen Mel-dungen könne wahlweise in einer Liste mit farblicher Kennzeichnung und/oder direkt über die entsprechenden Anlagengrafiken angezeigt und quittiert werden. Alarmmeldungen werden zusätzlich als Po-Up angezeigt um eine sichere Kennt-nisnahme zuzusichern. Alarmmeldungen die über SMS oder Pager versendet werden können ebenso mit einer Quittierungsfunktion versehen werden.

2.1.3 Zeitfunktionalität

Ausgangspunkt für Aufgaben der Energieoptimierung und Ablaufsteuerung eines Gebäudeautomationssystems ist die zeitliche Führung von Prozessabläufen. Ar-beits- und Betriebszeiten sind die Maßstäbe zur Steuerung von Gebäuden und daher für einen wirtschaftlichen Betrieb der Anlage unerlässlich. Durch die zeitli-che Abschaltung der Heiz-, Kühl-, Lüftungsversorgung sowie Beleuchtung und sonstigen E Arbeits- und Betriebszeiten energieverbrauchenden Elementen ist wesentlich für Energieeinsparungen. Die Abschaltung erfolgt hier jedoch nicht gänzlich, sondern die Werte der Heizung, Kühlung und Lüftung werden auf ein minimales Maß reduziert um die Wiederherstellung des Betriebszustandes in einer kürzeren Zeit durchführen zu können. Weiter können mit einer unterlagerten Raumautomatisierung in der Feldebene sogar Büros individuell eingestellt werden. Ist das Büro nicht vermietet bzw. Besetzt werden die Sollwerte abgesenkt und die Beleuchtung ausgeschalten. Es lässt sich festlegen, ob Räume während einer längeren Betriebspause (z.B. Urlaub) durch den Nutzer in den Normalbetrieb ge-steuert werden dürfen. Die Zeitschaltprogramme werden, wie in Abbildung 2.5 und

Abbildung 2.6 skizziert grafisch angezeigt. Hier können sowohl über die Bedien-einheiten der Automatisierungsgeräte, als auch über die Gebäudeleittechnik Zeit-funktionen variabel verstellt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.5: Beispiel für Zeitfunktionen auf der Managementebene [Sie08]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.6: Beispiel für Zeitfunktionen auf der Automatisierungsebene [Sie08]

[...]

Ende der Leseprobe aus 31 Seiten

Details

Titel
Leitsysteme. Siemens „Desigo“, ein flexibles Gebäudeautomatisierungssystem
Hochschule
Fachhochschule Technikum Wien  (Technisches Projekt- und Prozessmanagement)
Veranstaltung
Prozessautomatisierung
Note
A
Autor
Jahr
2008
Seiten
31
Katalognummer
V133480
ISBN (eBook)
9783640404940
ISBN (Buch)
9783668104662
Dateigröße
1366 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Leitsysteme, Siemens, Flexibles, Gebäudeautomatisierungssystem
Arbeit zitieren
Dipl.-Ing. (FH) Simon Hemstreit (Autor), 2008, Leitsysteme. Siemens „Desigo“, ein flexibles Gebäudeautomatisierungssystem, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/133480

Kommentare

  • Noch keine Kommentare.
Im eBook lesen
Titel: Leitsysteme. Siemens „Desigo“, ein flexibles Gebäudeautomatisierungssystem



Ihre Arbeit hochladen

Ihre Hausarbeit / Abschlussarbeit:

- Publikation als eBook und Buch
- Hohes Honorar auf die Verkäufe
- Für Sie komplett kostenlos – mit ISBN
- Es dauert nur 5 Minuten
- Jede Arbeit findet Leser

Kostenlos Autor werden