Herzlich Willkommen beim beam-Verlag in Marburg, dem Fachverlag für anspruchsvolle Elektronik-Literatur.


Wir freuen uns, Sie auf unserem ePaper-Kiosk begrüßen zu können.

Aufrufe
vor 1 Jahr

1-2023

  • Text
  • Netzwerktechnik
  • Energiemanagement
  • Knx
  • Smart home
  • Photovoltaik
  • Gebaeudeautomation
  • Hausautomation
  • Technisches licht
  • Lichttechnik
  • Sat tv
  • Elektroinstallation
  • Zutrittskontrolle
  • Videoueberwachung
  • Sicherheitstechnik
  • Gebaeudetechnik
Zeitschrift für Elektro-, Gebäude- und Sicherheitstechnik, Smart Home

Gebäudetechnik und

Gebäudetechnik und -automation Online auf die eigenen Energiedaten zugreifen Lesen Sie hier über den Einsatz des IoT-basierten Management-Systems Emalytics im Schweighof-Quartier. Die Gebäude des Schweighofareals sind dem Wohnen vorbehalten. Für das Heizen und Kühlen wird das Wasser aus dem Vierwaldstättersee verwendet Das Projekt Schweighof in der Schweizer Gemeinde Kriens hat sich der Ressourcenschonung verschrieben. U.a. unterstützt der Betreiber die Ziele der „2000-Watt-Gesellschaft“. Damit die Mietenden stets aktuell über ihren Energieverbrauch informiert sind, wurde das Gebäude- und Energie-Management-System Emalytics eingesetzt. Neues urbanes Quartier Auf dem Schweighof-Areal in Kriens entsteht ein neues urbanes Quartier. Die zweitgrößte Stadt des Schweizer Kantons Luzern grenzt im Osten an die Stadt Luzern. Bis 2024 werden auf dem 67.000 qm großen Areal in Etappen 21 Gebäude errichtet. 17 Gebäude sind dem Wohnen vorbehalten. Hier wird es 600 Mietwohnungen in einer Größe von 2,5 bis 5,5 Zimmern für etwa 1800 Personen geben. Im südlichen Teil des Areals stehen Gewerbeund Dienstleistungsunternehmen vier Bauwerke mit einer Gesamtfläche von 29.000 qm zur Verfügung. Sie bieten Platz für bis zu 1500 Erwerbstätige. Die ersten Räumlichkeiten waren im Frühjahr 2018 bezugsfertig. Ziel: Nachhaltigkeit sourcen zum Ziel gesetzt und ist das erste Areal in der Zentralschweiz, das die Vorgaben der „2000-Watt-Gesellschaft“ erfüllt. Dabei handelt es sich um ein energiepolitisches Modell der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH). Gemäß dieser Vision soll der Energiebedarf jedes Erdenbürgers einer durchschnittlichen Leistung von 2 kW auf der Primär energiestufe entsprechen. Der Schweighof soll dazu beitragen, indem die Gebäude – teilweise in Holz – nach dem Minergie- Standard gebaut werden. Hinzu kommen ein Carsharing-Angebot, viel Grünraum mit Biodiversität, die Nutzung erneuerbarer Energien, die Sammlung und Wiederverwendung von Regenwasser sowie der Einsatz des Wassers aus dem Vierwaldstättersee zum Heizen und Kühlen. Doch wie lässt sich kontrollieren, ob die Bewohnenden und Nutzenden des Areals für sich genommen das 2-kW- Ziel überhaupt erfüllen? Hier kommt das Gebäude- und Energie-Management-System Emalytics von Phoenix Contact ins Spiel. Einfache Integration verschiedener Kommunikationsprotokolle Beim Projekt Schweighof wurde die im Schweizer Rothenburg ansässige Schaltraum AG beauftragt, in 100 Wohnungen und Gewerberäumen die Energiedaten der über 400 Zähler für die elektrische und hydraulische Energie in ein intelligentes Messsystem einzulesen und visuell darzustellen. Das Unternehmen, das sich auf die Gebäudeautomation spezialisiert hat, ist eine eigenständige Aktiengesellschaft innerhalb der Frey+Cie Gruppe. Diese besteht aus 17 Unternehmen an 28 Standorten mit mehr als 1000 Fachspezialistinnen und -spezialisten. Die rund 35 Mitarbeitenden von Schaltraum haben bereits über 2000 Projekte realisiert, darunter das Hotel Schweizerhof, das Kantonsspital, die Universität sowie das Kultur- und Kongresszentrum – alles in Luzern. Da das bisherige Leitsystem nicht mehr zeitgemäß war, suchten die Geschäftsleiter und ihr Team 2019 nach einer neuen Lösung. Auf der Messe Swissbau wurden sie fündig. Seitdem arbeitet Schaltraum mit dem IoT-basierten Gebäude- und Energiemanagementsystem Emalytics von Phoenix Contact. „Die Lösung hat uns einfach optisch überzeugt“, so Pascal Giger, stellvertretender Geschäftsleiter. „Zudem war es uns wichtig, dass sich die verschiedenen Kommunikationsprotokolle, die in den Gebäuden verwendet werden, ohne großen Aufwand in Emalytics integrieren lassen.“ Der Betreiber des Schweighofs forderte darüber hinaus eine zentrale Archivierung der gespeicherten Energiewerte auf einer regionalen Cloud, wobei die Daten jederzeit von ihm mobil abrufbar sein sollten. Ein weiterer essenzieller Punkt bei der Umsetzung des Projekts war, dass jeder Mietende die In der Technikzentrale wird die elektrische Energielast erfasst Möglichkeit hat, online auf seine eigenen Energiedaten zuzugreifen, die ihm auf einem einfach verständlichen Cockpit angezeigt werden. Nur auf diese Weise lässt sich prüfen, ob der Primärenergieverbrauch im Rahmen von 2 kW liegt. Fertige Bibliotheken für die Visualisierung Das IoT-basierte Gebäude- und Energie-Management-System Emalytics verbindet die Bereiche Integration, Engineering, Visualisierung, Reporting und Analyse miteinander. Das Schaltraum-Team kann alle Anwendungen, wie Raumautomation, HLK oder Versorgungskonzepte, von einem zentralen Ort aus programmieren – auch im laufenden Betrieb. Das Framework normalisiert die Daten und schafft so Unabhängigkeit von den im Schweighof eingesetzten Protokollen, beispielsweise Modbus RTU oder M-Bus. Emalytics unterteilt sich in drei Elemente, die je nach Anforderung ein- Das Projekt Schweighof hat sich den nachhaltigen Umgang mit den Res- Autor: Daniel Knechtli Phoenix Contact www.phoenixcontact.de/gebaeude Einfache und übersichtliche Visualisierung der Energiewerte auf dem Dashboard 18 Haus und Elektronik 1/2023

Gebäudetechnik und -automation Die gesammelten Daten werden über Ethernet an das Rechencenter ausgelagert Pascal Giger von der Schaltraum AG zeigt, dass die Bewohnenden ihren Energieverbrauch stets im Blick haben zeln oder gemeinsam genutzt werden können: Automation, View und Cloud Service. Im Schweighof kommen die Module Automation und View zur Anwendung. Bei Automation handelt es sich um das IoT-Framework, in dem die Daten sämtlicher Gewerke in ein einheitliches Format gebracht werden. Die erfassten Datenpunkte sind lediglich einmal zu definieren und stehen dann dem kompletten System zur Verfügung. Der Datenpunkt wird also zu einem Dateninformationsobjekt, auf das sich aus dem gesamten Netzwerk zugreifen lässt – ganz gleich, ob in der Steuerung, dem Visualisierungs-Server oder auf anderen Geräten. So liegen alle Daten stets in der gleichen Struktur vor. Das browser-basierte Visualisierungs-Framework View bietet einen umfangreichen Werkzeugkasten zum Erstellen individueller Dashboards. Auf den Dashboards werden die Daten der einzelnen Gewerke oder verteilten Liegenschaften dargestellt, ausgewertet und verglichen. Dabei kann das Schaltraum- Team auf fertige Bibliotheken zurückgreifen. Die Verwendung von Standard-Web-Technologien erlaubt ein freiwählbares Bedienkonzept. Verschlüsselte Datenübertragung via VPN Im Projekt Schweighof werden die Energiedaten jeweils pro Wohnung oder Gewerberaum über die vor Ort montierten Energiezähler aufgenommen und via Modbus RTU oder M-Bus an die je Gebäude installierte Steuerung ILC 2050 BI von Phoenix Contact weitergeleitet sowie lokal gespeichert. Die verschlüsselte Datenübertragung basiert auf einer VPN-Verbindung (Virtual Private Network) gemäß dem neusten Stand der Technik, die jedes Gebäude separat mit dem Management-System koppelt. Sämtliche Daten der über 400 Energiezähler werden zentral in Emalytics verwaltet, archiviert und jedem Mietenden mit einem individuellen Login per Emalytics View zur Verfügung gestellt. Die Visualisierung der Dashboards gestaltet sich – ähnlich wie beim Smartphone – übersichtlich und intuitiv verständlich. Außerdem hat die Gebäudeverwaltung die Möglichkeit, alle Zählerdaten zentral abzurufen, wobei sie diese automatisch am Monatsende per Email im CSV- Format erhält, damit sie die Nebenkostenabrechnungen generieren kann. Um eine lückenlose Datenreihe sicherzustellen, werden jeder einzelne Energiezähler sowie die Steuerungen überwacht. Sollte ein Geräte oder die Datenverbindung ausfallen, bekommt der Systemintegrator sofort automatisch eine entsprechende Meldung. Der Building-IoT-Controller ILC 2050 BI stellt das Kernelement des Gebäude- Management-Systems dar. In Kombination mit dem umfassenden Portfolio passender I/O-Module fungiert die Steuerung als Bindeglied zwischen den gängigen Busprotokollen der Feldebene und der offenen IoT- Welt. Sie basiert auf dem Niagara-Framework und agiert als Smart Device, das sämtliche Daten der Gewerke normiert an das Gebäude-Management-System überträgt. Der ILC 2050 BI unterstützt alle in der Gebäudetechnik etablierten Standards, wie Bacnet IP, Bacnet MS/TP, M-Bus, All Electric Society: Senkung des primären Energiebedarfs Wie das Schweizer Schweighof-Projekt hat sich auch Phoenix Contact der Nachhaltigkeit und Schonung von Ressourcen verschrieben. Das Blomberger Unternehmen verfolgt dabei das Zukunftsbild einer All Electric Society. Dieses beschreibt eine Welt, in der Energie aus erneuerbaren Quellen in ausreichendem Maße sowie bezahlbar zur Verfügung steht. Neben der konsequenten Erzeugung und Nutzung KNX/TP, SNMP oder Obix. Die bereits erwähnten I/O-Module ermöglichen die Ankopplung gängiger Bussysteme, wie Dali, Modbus/TCP oder Modbus/RTU. Durch die protokollunabhängige Einbindung der Feldgeräte in den ILC 2050 BI reduziert sich der Engineering- und Verkabelungsaufwand erheblich. Spätere Integration weiterer Zähler und Gewerke Im Projekt Schweighof setzt die Schaltraum AG Emalytics speziell für das Energie-Monitoring ein. Dem Betreiber stehen jedoch der gesamte Funktionsumfang sowie sämtliche Schnittstellen des Management-Systems zur Verfügung, sodass er in Zukunft weitere Gewerke in die Lösung integrieren kann. Aufgrund der von Emalytics gebotenen Datennormalisierung und Durchgängigkeit eröffnen sich dem Systemintegrator wesentliche Engineering-Vorteile gegenüber anderen Lösungen. Mit den vorhandenen Softwaretools hat das Schaltraum- regenerativer Energie sind die Senkung des primären Energiebedarfs durch Effizienzmaßnahmen sowie die Schaffung von intelligenten, vernetzten Systemen der Schlüssel für eine nachhaltige Zukunft. Da sich der Energiebedarf nur verringern lässt, wenn Datenmaterial zur Prozess optimierung vorhanden ist, leistet das IoT-basierte Gebäudeund Energie-Management-System einen wichtigen Beitrag. Team Templates erstellt, mit denen nun durch wenige Klicks neue Energiezähler eingefügt werden können und die Daten um gehend in der Visualisierung Emalytics View bereitstehen. Der Betreiber des Schweighofs kann seinen Mietenden eine intuitiv bedienbare Anzeige ihrer Verbräuche liefern. Ferner kann er bei Bedarf das Schaltraum-Team als Ansprechpartner für die komplette Lösung kontaktieren. Also eine Win-Situation für alle Beteiligten. ◄ Der Autor dieses Beitrags Daniel Knechtli absolvierte nach seiner Ausbildung an der Schweizerischen Technischen Fachschule (STFW) in Winterthur (CH) die Weiterbildung zum Gebäudeautomatiker. Nach verschiedenen beruflichen Stationen als Systemtechniker und Sales Manager wechselte er 2017 zur Phoenix Contact AG. Als Market Manager ist er verantwortlich für den Aufbau der Branche Gebäudeautomation im Schweizer Markt. Die Daten werden via Modbus/RTU oder M-Bus an die Gebäudesteuerung ILC 2050 BI weitergeleitet Haus und Elektronik 1/2023 19

hf-praxis

PC & Industrie

© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel