EIB-Rollladensteuerung mit IR-Fernbedienung und Einbindung in die vorhandene Visualisierung


Projektarbeit, 2008
26 Seiten, Note: 1,7

Leseprobe

Inhalt

1 Aufgabenstellung

2 Planung des Projektes

3 Durchführung des Projektes
3.1 IST-Analyse und Einarbeitung
3.2 Inbetriebnahme Entwicklungsumgebung
3.3 Programmierung
3.3.1 Rollladensteuerung (ETS)
3.3.2 Visualisierung (LabView)

4 Inbetriebnahme

5 Fazit

6 Quellen

7 Anlagen
7.1 Projektantrag
7.2 „Landkarte“ Projektumgebung
7.3 Pflichtenheft Rolladensteuerung und Visualisierung
7.4 Gruppenadressen und Aufbau in ETS
7.5 BCON Tipps & Tricks
7.6 LabView Tipps & Tricks
7.7 Vorgehensweise bei einer anstehenden Erweiterung
7.8 Datensicherung Gesamtsystem

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Gruppenadressen Rollladensteuerung

Abb. 2: Oberfläche der Visualisierung

Abb. 3: Prüfen der Berechtigung

Abb. A - 1: Projektantrag

Abb. A - 2: Zusammenspiel der Komponenten der Rolladensteuerung

Abb. A - 3: Gebäudeaufteilung ETS

Abb. A - 4: phys. Adressen Komponenten Rollladensteuerung

Abb. A - 5: Gruppenadressen Heizen, Rollladen und Sicherheit

Abb. A - 6: Karte Tasks

Abb. A - 7: Karte Projekt

Abb. A - 8: Web-Fernsteuerung

Abb. A - 9: VI im Web-Server auswählen

Abb. A - 10: Objektliste - Simulation von BCON aus

Abb. A - 11: Eigenschaftsknoten

Abb. A - 12: Hilfe OPC-Kommunikationsobjekt

Abb. A - 13: Visualisierung Rolladensteuerung kurz

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Installationsstand

Tab. A - 1: „Landkarte“ Projektumgebung

1 Aufgabenstellung

Im Laborhaus des biat befindet sich eine EIB/KNX1 -Steuerung für die Beleuchtung, die Heizung und eine vorläufige Steuerung für die bereits vorhandenen Rollläden. Des Weiteren kann diese Steuerung mittels einer Visualisierung über das interne Netz der Universität geschaltet werden.

Im Rahmen dieses Projektes soll die vorhandene Umgebung um die endgültige Steuerung für die Rollläden erweitert und in die Visualisierung eingebunden werden, so dass auch sie aus der Ferne gesteuert werden können. Die Visualisierung soll dabei völlig neu gestaltet werden. Dazu muss der Umgang mit vier verschiedenen Softwaretools und deren Zusammenspiel stu- diert werden. Denn die Programmierung der Anlage, die Übersetzung der Busbefehle, die Visualisierung und das Management für die letzten beiden Komponenten werden alle in einer eigenen Software realisiert.

Außerdem soll die vorhandene Entwicklungs- und Wirkumgebung so angepasst und dokumentiert werden, dass weitere Erweiterungen leichter als bisher durchzuführen sind. Es hat bereits zwei Projekte in dieser Umgebung gegeben und damit auch zwei verschiedene Köpfe, die daran mit unterschiedlichen Gedankengängen gearbeitet haben. Diese Arbeit an der Umgebung soll dabei zusammengefasst werden. Dazu wird eine völlig neue Entwicklungsumgebung installiert, die dann als neue Grundlage für Erweiterungen dienen soll. Diese wird dann über die USB-Schnittstelle an den EIB angeschlossen werden, damit die serielle Schnittstelle immer mit dem Wirksystem verbunden bleiben kann.

2 Planung des Projektes

Aus dem letzten Teil der Aufgabenstellung ergibt sich sofort, dass die wichtigsten Quellen für die Vorbereitung und Planung die Projektberichte meiner Vorgänger sind. Für weitere Informationen im Umgang mit den Softwarekomponenten dienten die Handbücher im pdf-Format, die auf den Installations-CDs zu finden sind.

Die Planung des Projektes ist an den Schritten des Projektantrages (Anhang 7.1) abzulesen. Nach der IST-Analyse wurde Literatur studiert und ein Überblick über die vorhandene Struktur gewonnen.

Als ersten Schritt soll die Entwicklungsumgebung neu aufgesetzt und lizenziert werden. Danach ist geplant, die vorhandene Steuerung in die Entwicklungsumgebung zu portieren und insoweit zu verändern, dass überall eindeutige Namen vergeben sind. Zum Abschluss dieses Schrittes soll diese Version dann am System getestet werden.

Im zweiten Schritt wird die Steuerung für die Rollläden zugefügt und in die neu zu gestaltende Visualisierung eingebunden.

Zum Abschluss wird festgehalten, was bei einer eventuellen Erweiterung des Systems zu beachten ist und wie im einzelnen vorgegangen werden sollte.

3 Durchführung des Projektes

3.1 IST-Analyse und Einarbeitung

Am 26.11.07 habe ich mit Ede Büßen eine IST-Analyse vor Ort vorgenommen, bei welcher der Projektantrag konkretisiert wurde.

Danach habe ich mich in die verschiedenen Software-Pakete im einzelnen und in das Zusam- menspiel der Tools miteinander eingearbeitet. Dabei hat mir das Buch von Willi Meyer (Meyer 2005) über das Software Tool ETS, das für die Programmierung der EIB-Kompo- nenten benötigt wird, gut geholfen. An der Erläuterung der Software wird auch das System der EIB-Architektur deutlich. In der Reihenfolge der Software-Pakete folgt als nächstes das Zusammenspiel von OPC-Server, BCON 2004 und LabView. Dabei war es zunächst schwie- rig den einzelnen Komponenten ihre Funktion zuzuordnen, doch die Projektberichte meiner Kommilitonen haben Abhilfe geschaffen. Danach hatte ich einen guten Überblick. Um mir diesen Überblick zu verbildlichen und festzuhalten, habe ich eine „Landkarte“ angefertigt, die im Anhang 7.2 zu finden ist.

Für die Funktion und das Zusammenspiel der Komponenten der Rollladensteuerung ist ebenfalls eine Skizze angefertigt worden (Anhang 7.3). Ein detailliertes Pflichtenheft ist im Anschluss daran zu finden.

3.2 Inbetriebnahme Entwicklungsumgebung

Ein vorinstallierter PC mit Windows XP, FreePDF, UltraVNC, WinZip, Office2003, Acrobat Reader und weiteren kleinen Tools sowie die Installations-CDs wurden mir für die Entwick- lungsumgebung zur Verfügung gestellt. (Benutzer: KNX, PW: biatKNX) Nach der Installation der ETS 3.0d Software konnte diese nicht mit den zur Verfügung ge- stellten Lizenzen aktiviert werden. Seit dem letzten Projekt gibt es eine neue Software-Ver- sion2 mit der Funktion, den Betrieb der Software über einen Dongle zu sichern. Die alte Ver- sion konnte nur über einen Lizenzschlüssel aktiviert werden, die für einen speziellen Rechner (Host-ID) bestellt wurde. Nun gibt es die Möglichkeit diese Lizenz mit dem Dongle (FlexID) zu verknüpfen, damit die Software auf unterschiedlichen Rechner-Varianten installiert werden kann. Die Host-ID verändert sich nämlich z.B. auch bei einer Hardwareänderung. Der Dongle ist nun an einer USB-Karte mit einem innen liegenden Slot installiert und die installierte Ver- sion ist auf diesen Dongle registriert.

Danach habe ich LabView 7.0 installiert. Der Schlüssel hierzu ist einfach bei der Installation einzugeben. LabView 7.0 ist Vorraussetzung um BCON2004i installieren zu können. Das habe ich dann im Anschluss ohne Probleme gemacht. Zum Schluss habe ich noch den OPC- Server installiert, der als ein Zusatzprogramm von der BCON-Installtations-CD ausgewählt werden kann.

BCON läuft ohne den zugehörigen Dongle nur 15 min., speichert und schließt sich dann automatisch. Es kann danach sofort wieder gestartet werden. Der Umfang der Funktionen ist aber immer vollständig.

Man könnte nun LabView 7.0 deinstallieren und LabView 7.1 installieren, um die aktuelle Version zu haben. Es ist allerdings nicht möglich, gleich die neuere Version zu installieren, da dann BCON2004i nicht installiert werden kann.

Die aktuelle Installation sieht wie folgt aus:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 1: Installationsstand

Bei der Portierung des alten Standes der Anlage in die Entwicklungsumgebung gab es keine Probleme.

Bei der ETS-Software ist darauf zu achten, dass die richtige Datenbank verwendet wird und dass darin alle Daten (auch Gruppenadressen usw.) gespeichert sind. Diese Änderungen wer- den immer sofort eingetragen und eine „Rückgängig-Funktion“ gibt es nicht. Als erstes wurden die Namen in der ETS-Programmierung sinnvoll, aussagekräftig und teil- weise neu vergeben. Im Anhang 7.9.4 befindet sich eine Liste der Gruppenadressen und deren Bezeichnungen. Von dieser neuen Umgebung wurde eine .esf- und eine .phd-Datei erzeugt. Nach dem Öffnen des OPC-Servers ist diese neue esf-Datei auszuwählen. Nach der Übernahme des BCON-Projektes in die Entwicklungsumgebung (Pfad: C:\BCON- Hauslabor) wurden hier zuerst der Pfad und der Ordnername des Projektes verändert. Dazu müssen in der .xml-Datei aus dem Config-Ordner des Projektes alle Pfadangaben angepasst werden. Danach wurde einmalig über den Client-Konfigurator der OPC-Server neu integriert. Diese Informationen der Verknüpfung liegen in der Datei .osf im Config-Ordner des Pro- jektes. Die txt-Datei, die dabei erzeugt wird, wird ebenfalls für das Zusammenspiel der Soft- ware-Tools benötigt. Damit ist nun der OPC-Server „Mittelsmann“ zwischen dem EIB-Bus und der Visualisierung. Um die Visualisierung mit dem EIB-Bus zu verbinden, mussten noch die Indexeinträge aus dem Objekt-Editor (BCON) mit den Index-Nummern der OPC-Objekte in der Visualisierungsprogrammierung (LabView) abgestimmt werden. So ausgestattet war die Entwicklungsumgebung vollständig angepasst. Eine detaillierte Be- schreibung dieses Vorgehens befindet sich mit Screenshots in dem Projektbericht von Udo Schirmacher.

3.3 Programmierung

3.3.1 Rollladensteuerung (ETS)

An der Rollladensteuerung sind der Rollladenaktor, der Dekoder der Fernbedienung, die Fernbedienung selbst und die Alarmanlage beteiligt. (siehe Schaubild A-2 im Anhang 7.3) Da die Geräte bereits in dem ETS-Projekt importiert waren, habe ich gleich mit der Para- metrisierung des Rollladenaktors begonnen. Hier ist in der Karte „Allgemein“ nur die Be- triebsart einzustellen. Ich habe den 4-Kanalbetrieb gewählt, damit eine Erweiterung mit wei- teren Rollläden leichter fällt. Bei Busspannungsabfall ist keine Reaktion ausgewählt worden. Darauf folgen die vier Ausgänge des Aktors. Hier muss für jeden Ausgang die Dauer der Kurzzeit-, der Langzeitfahrt und der Pause bei Richtungswechsel angegeben werden. Die Handbedienung ist durch die Parametrisierung ausgeschlossen. Auf der letzten Karte bietet der Rollladenaktor die Möglichkeit einer Sicherheitsverriegelung die z.B. beim einschalten der Alarmanlage genutzt werden kann. Die Rollläden fahren dann herunter und verriegeln in der Endposition, bis die Alarmanlage wieder ausgeschaltet wird. Diese Funktion wurde auch einmal getestet und funktioniert einwandfrei. Da aber die Rollläden bei gutem Wetter auch aus der Ferne über die Visualisierung hochgefahren werden können sollen, ist diese Realisierungsmöglichkeit hier nicht geeignet.

Die Konfiguration des Dekoders war dann die Nächste. Es sind insgesamt 22 verschiedene Konfigurationen programmierbar. Ich habe für die Konfigurationen 0-3 die lange Fahrt der Ausgänge 1-4 festgelegt. Dazu muss man die Kanalnummer der Wippe auf der Fernbedienung, die Funktion (Jalousie Auf/Ab) und den Objekttyp (hier 1 Bit) angeben. Die Konfigurationen 4-7 sind für die kurze Fahrt mit der Funktion „Jalousie Lamellen Auf/Ab“ und den gleichen Kanalnummern festgelegt. Mit den Konfigurationen 8-11 wurde das Schalten des Lichtes (Funktion Schalten Ein/Aus) im Seminarraum realisiert.

Damit sind alle erforderlichen Einstellungen an den Geräten vorgenommen. Nun müssen die soeben parametrisierten Objekte den Gruppenadressen zugeordnet werden, damit die ge- wünschte Funktion erfüllt wird. Dazu sind die Gruppenadressen 2.0.8 - 2.0.15 vorgesehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Gruppenadressen Rollladensteuerung

Einer kurzen Fahrt werden der Ausgang des Aktors und die entsprechende Konfiguration des Dekoders zugeordnet. Zum Beispiel hat die Gruppenadresse 2.0.8 (Rollladen Foyer Kurz) die physikalischen Adressen 0.0.10/Objekt 0 (Ausgang 1 des Rollladenaktors) und 0.0.12/Objekt 4 (4. Konfiguration des Dekoders) zugeordnet. Haben alle Gruppenadressen ihre zugehörigen Funktionen und Objekte erhalten, sind alle gewünschten Funktionen realisiert. Eine komplette Liste dieser Zuordnungen ist ebenfalls im Anhang („Group Addresses Detail.pdf“) zu finden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.3.2 Visualisierung (LabView)

Für die Gestaltung der Oberfläche in der Visualisierung musste zunächst noch recherchiert werden, ob es Vorschriften oder Normen gibt, die es zu beachten gilt. Nachdem ausgeschlossen werden konnte, dass dies der Fall ist, wurde die Oberfläche komplett neu nach Kundenwunsch gestaltet (im Frontpanel) und verdrahtet (im Blockdiagramm). Dazu wurde der Entwicklungs-PC wieder an die Universität transportiert.

Als erstes wurde die Oberflächengestaltung in Angriff genommen, da erst danach die neuen Buttons, Schalter und LEDs im Blockdiagramm zur Verfügung stehen. Außerdem konnten so am besten erste Erfahrungen im Umgang mit LabView gesammelt werden. Aus dem Online-Katalog von Siemens wurden hierzu Abbildungen der Schalter ausgewählt und in den Grundriss eingefügt. Für die Darstellung der Heizung suchte Herr Büßen ebenfalls ein Bild aus dem Online-Katalog aus. Eine Abbildung der Fernbedienung liegt nun quer am unteren Rand der Oberfläche. Sämtliche Buttons für die Bedienung der Oberfläche wurden (teilweise transparent) über das neue Grundrissbild gelegt. Für die Anzeige der Ist-Tempe- ratur wurde das von LabView zur Verfügung stehende Thermometer gewählt. Der Zustand der Leuchten (an/aus) wird weiterhin durch eine LED dargestellt. Für die Rollladensteuerung wurde im Pflichtenheft (Anhang 7.3) festgelegt, dass eine LED für den Zustand der Rollladen (geöffnet / geschlossen) und eine weitere für die Anzeige, ob eine kurze Fahrt stattgefunden hat, zuständig ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Oberfläche der Visualisierung

Nachdem die Oberfläche neu gestaltet war und alle Bedien- und Anzeigeelemente auf dem Frontpanel eingefügt waren, wurde die Verdrahtung der Heizungselemente wieder hergestellt. Bei der Verdrahtung der Beleuchtung entstand das erste Problem. Die Leuchten im Seminar- raum sollten nun über vier verschiedene Buttons geschaltet werden können. Im BCON Benut- zerhandbuch (BCON-Benutzerhandbuch, S. 190) fand ich dazu einen Abschnitt, der be- schrieb, wie man Buttons transparent gestaltet, um diesen über die LED zu legen. (Anhang 7.6) Als schwierigste Funktion entpuppte sich dabei die Funktion des Schaltens bei einem Klick auf die LED selbst, da der eigene Zustand dabei berücksichtigt werden muss und dieses in LabView als Datenfluss-Programm nicht so einfach zu realisieren ist. Nach einigem Su- chen und Recherchieren im Internet, speziell im LabView-Forum3, ergaben sich zwei Möglichkeiten, um eine Rückkopplung zu realisieren. Diese sind im Anhang 7.6 erläutert. Ich habe mich für die Variante mit den Eigenschaftsknoten entschieden, da sie für mich eingän- giger ist, weil dann alle Eingänge links liegen können und der Ausgang rechts bleibt. Die Va- riante, die Rückkopplung mit einer lokalen Variable zu realisieren, wäre genauso gut möglich gewesen.

Die Verdrahtung der Steuerung der Rollläden und der Beleuchtung für den Seminarraum über die Fernbedienung wurde mit Hilfe eines FlipFlops realisiert. Dieses hält den Zustand des Shift-Buttons der Fernbedienung fest.

Nachdem alle neuen Verdrahtungen erstellt waren, wurde das Projekt über Netzwerk mit UltraVNC auf den Server im Munketoft übertragen. Bei diesem ersten Test lief die Visuali- sierung zwar, jedoch war es nicht möglich die Beleuchtung oder die Rollläden zu steuern. Nur die Anzeige, ob Licht an war oder nicht, funktionierte einwandfrei. Steuerbar war einzig die Heizung und zusätzlich wurde die Temperatur richtig angezeigt. Viele Recherchen im Internet und Foren ergaben unterschiedliche Hinweise - vor allem, dass die Umgebung unübersicht- lich und untypisch für LabView programmiert war. Nach einigen Tagen mit unterschiedlichen Versuchen brachten wir die Entwicklungsumgebung wieder in das Laborhaus, um vor Ort zu testen. Der Verdacht war, dass die unterschiedlichen Betriebssysteme von Entwicklungs- umgebung und Wirksystem wieder4 ein Problem darstellten. Doch auch vor Ort konnte das Licht mit der Entwicklungsumgebung am Bus nicht gesteuert werden. Daraufhin wurden nur ein Schalter, ein OPC-Objekt und eine LED in das Projekt eingebaut und getestet. Nach eini- gen Veränderungen Schritt für Schritt stellte sich heraus, dass der Eingang „Berechtigung prüfen“ am OPC-Objekt mit einer konstanten Null, also einer False-Konstante, belegt werden muss, damit die LED geschaltet werden konnte.

[...]


1 EIB / KNX - Europäischer Installationsbus / Konnex (meint ebenfalls den Installationsbus)

2 Version 3.0e

3 www.labviewforum.de

4 Wie bereits bei dem Projekt von Udo Schirmacher

Ende der Leseprobe aus 26 Seiten

Details

Titel
EIB-Rollladensteuerung mit IR-Fernbedienung und Einbindung in die vorhandene Visualisierung
Hochschule
Europa-Universität Flensburg (ehem. Universität Flensburg)  (Berufsbildungsinstitut für Arbeit und Technik)
Note
1,7
Autor
Jahr
2008
Seiten
26
Katalognummer
V196961
ISBN (eBook)
9783668734784
ISBN (Buch)
9783668734791
Dateigröße
1585 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
EIB, Rolladensteuerung, LabView, KNX, OPC
Arbeit zitieren
Meike Herbers (Autor), 2008, EIB-Rollladensteuerung mit IR-Fernbedienung und Einbindung in die vorhandene Visualisierung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/196961

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