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2-2012

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Zeitschrift für Elektro-, Gebäude- und Sicherheitstechnik, Smart Home

Gebäudetechnik EIB/KNX

Gebäudetechnik EIB/KNX – eine Erfolgsstory Das EIB/KNX -System ist der weltweit einzige offene Standard für Haus- und Gebäudesystemtechnik und beweist auch nach über 20 Jahren immer wieder neu seine Berechtigung und Zukunftsfähigkeit. EIB bedeutet „Europäischer Installations-Bus“. Dies war ein Standard, der auch Geräte unterschiedlicher Hersteller zusammenführte. 1999 schloss sich die EIB-Association mit anderen europäischen Vereinigungen zusammen, und mit diesem Zusammenschluss entstand die Bezeichnung KNX(-Association). KNX steht für „Konnex Association“. Dieser Zusammenschluss von Herstellern entwickelte aus dem EIB heraus einen Standard, der verschiedene Gebäudefunktionen in einem einheitlichen System zusammenfasst. Daneben gibt es noch den Standard „Instabus EIB/KNX“. Dieser entspricht sowohl EIB als auch KNX. Um Steuerungsinformationen von Geräten und Herstellern EIB/KNX-Anwendungen Das EIB/KNX-System lässt sich in folgenden Bereichen anwenden: • Energieverbrauch verbessern • betreutes Wohnen • Sicherheit und Überwachung • Heizung, Lüftung, Klima • Sonnenschutz-Steuerung • erneuerbare Energien • WLAN-Steuerung • LED-Steuerung • Audio/Video-Steuerung • Küchengeräte-Steuerung • Smart Metering/Smart Building unabhängig für alle Geräte der Gebäudeautomation anwenden zu können, muss man sich auf eine gemeinsame Sprache einigen. Diese „spricht“ EIB/KNX und ermöglicht so die intelligente Steuerung von Heizung, Klimatisierung, Beschattung und Beleuchtung, die Erhöhung von Komfort und Sicherheit sowie die Senkung des Energieverbrauchs. Warum EIB/KNX? EIB/KNX wurde speziell auf die Anforderungen der Elektroinstallation entwickelt. Die Systemkomponenten sind leicht erhältlich. Mit derzeit an die 7.000 zertifizierten Produkten werden hier nahezu alle Anwendungen im Gebäudebereich abgedeckt. Alle starken Marken der Elektroinstallations-Branche unterstützen EIB/KNX. Die Installation und die Programmierung/ Parametrierung sind vom Handwerker recht leicht erlernbar und durchführbar. Das Netz von zertifizierten Fachhandwerkern ist schon recht dicht. EIB/KNX – ja oder nein? Zur Beantwortung der Frage muss man die Vorteile über die gesamte Nutzungsdauer betrachten. Pro- KNX-Argumente sind: • Energieeinsparung • mehr Sicherheit • Komfortgewinn (besonders Erleichterung im Alter) • Wertsteigerung der Immobilie Was kann EIB/KNX? Typische Funktionen sind die Steuerung von Beleuchtung und Beschattung, die Einzelraum- Temperaturregelung, die Lüftungssteuerung sowie Sicherheitsfunktionen. EIB/KNX eignet sich für jeden Gebäudetyp vom Einfamilienhaus bis zum modernen Bürokomplex. Stets gibt es ein zentrales Touch-Panel, von dem aus alle Anwendungen gesteuert werden. EIB/KNX kommt dem Sicherheitsbedürfnis seiner Anwender sehr entgegen: Durch Visualisierung auf dem Panel wird der Benutzer komfortabel über offene Fenster, Türen oder Tore informiert. Typische Einsatzbeispiele sind • die Temperaturregelung je nach Nutzung und individuellen Bedürfnissen für jeden Raum • die Steuerung von Markisen über eine Wind-, Helligkeitsund/oder Regensensorik • die individuelle Steuerung der Beleuchtung in Wohnung, Haus oder Garten • oder auch die optimale Lüftung. Selbst die automatische Nutzung von günstigen Stromtarifen für Geräte mit hohem Stromverbrauch ist möglich (KNX Smart Metering). Wie funktioniert EIB/KNX? Alle Geräte benutzen das selbe Übertragungsverfahren und eine gemeinsame Bus-Leitung oder Funkverbindung. Der Zugriff auf diesen Bus ist eindeutig geregelt, der Datenaustausch erfolgt optimal. Ein großer Anteil an diesen Daten sind Adressinformationen. Der Anteil an Nutzdaten (Befehlen) ist hingegen gering. Wichtiges Merkmal ist der dezentrale Aufbau. Die Intelligenz des Systems beruht sozusagen auf der Einzelintelligenz der Teilnehmer. Jeder Teilnehmer hat seinen eigenen Mikroprozessor. Daraus ergibt sich der große Vorteil, dass bei Störung oder Ausfall eines Geräts die anderen Geräte weiterarbeiten. Bei EIB/KNX unterscheidet man zwischen Sensoren, wie • Lichtschalter/Dimmtaster, • Bewegungs- oder Präsenzmelder, • Fenster- und Türkontakte, • Temperatur- oder Helligkeitssensoren, • Windsensoren oder • Verbrauchszähler 10 Haus + Elektronik 2/2012

Gebäudetechnik EIB/KNX-Anlagen: Planung, Installation und Visualisierung in der Gebäudesystemtechnik und Aktoren, die sich über den Bus steuern lassen, wie • Relais zum Schalten der Beleuchtung • Relais zum Schalten von Steckdosen • Dimmer, Dali-Gateways • Fensterantriebe • elektrische Türöffner • Umwälzpumpe der Heizung • Ventilsteuerungen z.B. für Solaranlagen oder • Alarmmelder (Leuchte, Sirene). Hinzu kommen die Systemgeräte einschließlich Spannungsversorgung, der Bus und das Touch-Panel. Dank der dezentralen Struktur kann man das System exakt dem Bedarf anpassen. Welche Verbindungsmöglichkeiten gibt es? Über das EIB/KNX-Übertragungsmedium werden alle Geräte verbunden. Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten, von denen man die optimale wählt: • Verbindung über eine verdrillte Zweidrahtleitung (KNC Twisted Pair, einfach) • Funkverbindung (KNX RF, bequem) • Nutzung des 230-V-Netzes (KNX Powerline) • IP/Ethernet (KNX IP, über größere Entfernungen) Über jede dieser Verbindungen ist es den beteiligten Geräten möglich, Informationen auszutauschen. Diese Bus-Geräte können entweder Sensoren oder Aktoren sein, die für die Steuerung der Gebäudefunktionen, wie Beleuchtung oder Beschattung, benötigt werden. Weitere Möglichkeiten sind: • Jalousieanlagen • Sicherheitssysteme (Überwachung und Alarmabgabe) • Energiemanagement • Heizung, Lüftung und Klimatisierung • Schnittstellen zu Wartung/ Überwachung • Zählerwerterfassung • Audio- und Videosteuerungen • Steuerung von Haushaltsgeräten. All diese Funktionen lassen sich durch Alarme sichern, ohne dass zusätzliche Steuerzentralen erforderlich wären. Bei der verbreiteten Bus-Verbindung KBX Twisted Pair (KNX TP) versorgt die Leitung alle Busteilnehmer sowohl mit Betriebsspannung als auch mit Daten. Die Nennspannung ist 24 V, eingespeist werden 29 V, die Funktion ist bis 21 V gewährleistet. Die überlagerten Daten werden ganz einfach mit einem Kondensator abgetrennt. Wie ist der Datentransfer organisiert? Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 9.600 Bit/s asynchron. Ein KNX TP Telegramm setzt sich folgendermaßen zusammen: Rainer Scherg, Verlag Vogel Business Media, 4. Auflage, überarbeitetet und erweitert, Oktober 2011, 373 Seiten, Preis: 29,80 Euro, ISBN 3834332496 oder 978-3834332493 Rainer Scherg ist seit seiner Meisterprüfung 1986 als Ausbildungsmeister tätig, betreute bis 1989 ein Berufsbildungswerk und arbeitet dann vorwiegend in der Meisterausbildung und Erwachsenenbildung der Innung für Elektro- und Informationstechnik Würzburg. Sein Buch macht Planer, Meister, Techniker und Monteure der Elektrotechnik umfassend mit der KNX-Technik vertraut. Das Buch eignet sich zur Fortbildung wie für die tägliche Praxis. Der Leser erfährt darin alles Wichtige über die Grundlagen einer EIB-Anlage, Installationstechnik und Vorschriften, Systemkomponenten, ETS-3-Funktionen, Inbetriebnahme und Fehlersuche, Visualisierung und Tools. 150 Fragen und Antworten zum Thema EIB/ KNX motivieren den Leser zur Selbstkontrolle. • Kontrollfeld (1 Byte) • Adressfeld (5 Byte) • Datenfeld (1 bis 16 Byte) • Sicherungsfeld (1 Byte) Alle Teilnehmer hören das Telgramm mit und senden dann nicht. Beginnen zufällig zwei Teilnehmer gleichzeitig zu senden, so wird die Kollision spätestens dann erkannt wenn der eine 0 und der andere 1 sendet. Derjenige, der dann die 1 sendet, ist verpflichtet, die Übertragung abzubrechen. Eine wichtige Eigenschaft ist auch die symmetrische Einkopplung der Daten. Dadurch ist die Störfestigkeit maximal. Der Anschluss der Teilnehmer erfolgt über sogenannte Busklemmen. Dadurch kann man einen Teilnehmer vom Bus nehmen, ohne diesen unterbrechen zu müssen. Was bedeutet Topologie? Der Begriff „Topologie“ ist bei Bus-Systemen recht weitläufig. Beispielsweise bei EIB/KNX betrifft er nicht nur die Art und Weise, wie die Teilnehmer zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind, sondern auch • den Aufbau der einzelnen, galvanisch getrennten Segmente • die erlaubten Leitungslängen • die benötigten Spannungsversorgungen und • die Aufbauvorschriften (insbesondere bei KNX Powerline). Im Informationsaustausch über KNX TP bildet das sogenannte Liniensegment die kleinste Installationseinheit. An eine Spannungsversorgung mit Drossel lassen sich dabei bis zu 64 Teilnehmer anschließen. Eine freie Baumstruktur des Buskabels ist möglich. Das bedeutet maximale Flexibilität. In vielen Fällen muss man nicht über 64 Teilnehmer hinausgehen. Falls doch, dann kommen sogenannte Linienverstärker zum Einsatz. Wie sind Sensoren und Aktoren aufgebaut? Alle Standardteilnehmer bestehen aus zwei Teilen: • Bus-Ankoppler (BCU, Bus Coupling Unit) Der I-Bus-KNX-Energieaktor SE/S 3.16.1 ist ein Schaltaktor mit Erfassung des Energieverbrauchs Haus + Elektronik 2/2012 11

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