datenvernetzung in der technischen gebäudeausrüstung für ... · if you can read this click on...
TRANSCRIPT
If you can read this Click on the icon to choose a
picture or Reset the slide.
To Reset: Right click on the slide thumbnail and select ‘reset slide’ or
choose the ‘Reset’ button on the ‘Home’ ribbon (next to the font choice
box)
If you can read this Click on the icon to choose a
picture or Reset the slide.
To Reset: Right click on the slide thumbnail and select ‘reset slide’ or
choose the ‘Reset’ button on the ‘Home’ ribbon (next to the font choice
box)
Johnson Controls, Inc. —
Datenvernetzung in der Technischen Gebäudeausrüstung für einen ganzheitlichen Gebäudebetrieb
Karl Heinz Belser VDI
Regionalleiter Vertrieb Systemgeschäft Deutschland
Stuttgart, den 15. Februar 2015
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.2
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinIhr Referent stellt sich Ihnen vor
Karl Heinz Belser
Dipl.Ing. (FH) Versorgungstechnik
1987 Spezialisierung auf DDC/GA Technik mit der Diplomarbeit
1988 Preisträger Baelz Stiftung für Regelungstechnik
1987 - 2001 Mitarbeiter der Firma Honeywell AG
2001- heute Mitarbeiter der Firma Johnson Controls Systems & Service GmbH
Funktion: Regionalleiter Vertrieb Systemgeschäft Deutschland / Prokurist
Vorstandsmitglied BACnet Interest Groupe Europe e.V.
Vorstandsmitglied im VDMA-AMG und Leiter des technischen Ausschuss
Vorstandsmitglied im VDI TGA Stuttgart (VDI Mitglied seit 1984)
Aktiv in der AGI – Arbeitsgemeinschaft Industriebau
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.3
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinVortragsankündigung VDI TGA Programm
Heutzutage gibt es praktisch in allen Fachgewerken der TGA spezielle Steuergeräte mit Datenschnittstellen.
Teilweise gibt es sogar eigene spezielle Datenübertragungsprotokolle.
Damit der spätere Gebäudenutzer den vollen Funktionsumfang seiner Installationen nutzen kann, müssen die vielfältigen Aspekte der Vernetzung schon in einem frühen Planungsstadium erfasst und hinterfragt werden.
Der Vortrag stellt die verschieden gebräuchlichen Datenübertragungs-Protokolle kurz vor und zeigt die Aufgabenstellung so wie die kommerziellenund organisatorischen Stolpersteine für die Systemintegration auf .
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.4
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinÜbersicht Standardprotokolle in der TGA
Feld
Ebe
ne
Aut
omat
ions
Ebe
ne
M
anag
emen
t Ebe
ne
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.5
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein– Building Automation Control Network
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
ANSI Standard 135 (seit 1987 in Entwicklung) aktuell 135-2012DIN/EN/ISO Standard 16484-5 (seit 2004 in Entwicklung)Beschreibung der standardisierte Objekte und Dienste in einem Buch
Anfänge 1987 – ASHRAE (USA) Gründung der SSPC 1351988 Gründung der BACnet Interest Groupe Europe e.V. Derzeit über 120 internationale Mitglieder, Lyäson mit BACnet International2007 Standardisierung in Deutschland durch die öffentliche Hand (AMEV) Standard für die herstellerneutrale Datenübertragung in der GA- Feldebene: BACnet MS/TP (2 Draht Bus, RS485 elektrisch)- Automations- und Leitebene: BACnet /IP (LAN, WAN Standard IP)
ASHRAE SSPC 135 www.bacnet.orgBACnet IG Europe www.big-eu.org/?BACnet International www.bacnetinternational.org/AMEV GA www.amev-online.de/AMEVInhalt/Planen/Gebäudeautomation/
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.6
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein- Standard
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
Quasi Standard seit 1979ModBus ASCII (RS232), ModBus RTU (RS485), ModBus TCP (Ethernet)2007 ModBus TCP in der IEC 61158 genormt
1979 von Gould-Modicon für SPS Steuerungen entwickelt Gründung einer ModBus IDA Independent User Organisationmit derzeit etwa 78 Mitgliedern
Quais Standard für Kopplung von SPS Steuerungen, Anschaltung von Kältemaschinen, Aufzugssteuerungen, Datenübertragung zu generischen IO Modulen uvm
ModBus Organisation http://www.modbus.org/Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Modbus
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.7
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein- Standard
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
2003 Veröffentlichung der EN 500902006 Übernahme in die ISO/IEC 14543-3
1996 Start der Konvergenz von EIBA, BatiBus, EHSAderzeit mehr 370 Mitglieder international
Standard für die herstellerneutrale Datenübertragung im Bereich der Elektro Installationstechnik, Schwerpunkt Raumautomation
KNX Association http://www.knx.org/knx-de/Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/KNX-Standard
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.8
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
ISO/IEC Standard 14908Chip Standard, Neuron Chips, Transceiver, OpenLNS Netzwerk DatenbankStandardisierung von LONMARK Funktions Profilen
Anfänge 1987 – Echelon (USA) – Neuronale Netzwerke1985 Gründung der LNO LON Nutzer Organisation e.V. in Deutschland2006 Umwandlung in LONMARK Deutschland
Standard für die herstellerneutrale Datenübertragung mit Schwerpunkt in der Gebäudeautomation, jedoch auch Anwendungen in anderen BereichenZugang zu den verschiedensten physikalischen Trägern durch Transceiver
LONMARK INTERNATIONAL http://www.lonmark.org/LONMARK DEUTSCHLAND http://www.lonmark.de/
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.9
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein- Standard
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
ISO/IEC 14543-3-10 Standard für Funkanwendungen mit einem besonders niedrigen Energieverbrauch, 868 MHz, typisch bis ca. 30 m EntfernungQuasi Standards innerhalb der Enocean Alliance: „Enocean Equipment Profiles“
Anfänge: 2001 Gründung der Enocean GmbH in Unterhaching bei MünchenChip Entwicklung für batterielose Schalter und Sensore in Funktechnik Derzeit ca. 1200 Produkte verschiedener Hersteller verfügbar2008 Gründung der Enocean Alliance mit derzeit ca. 250 Mitgliedern
Standard für die Übermittlung von Funkdaten speziell von Feldgeräten in der Raumebene. Hauptsächlich Schalter, Schaltaktoren, Sensore und Sollwertversteller. Schwerpunkt Haus- und Gebäudeautomation
Enocean GmbH https://www.enocean.com/de/Enocean Alliance https://www.enocean-alliance.org/de/home/Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Enocean
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.10
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein- Digital Addressable Lighting Interface
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
Seit 2009 IEC 62386 Standard (zuvor EN 60929 Anhang E)Ziel Ablösung der 1-10 V Signale für
Zusammenschluss von mehr als 120 internationelen Mitgliedsfirmen aus der Lichtindustrie innerhalb der DALI AG unter dem Dach des ZVEIHunderte von Produkten verfügbar
Standard für die digitale Ansteuerung von Schaltaktoren und Leistungs-dimmern in Leuchten, maximal 64 DALI Aktoren pro DALI Strang in maximal 16 Gruppen, Ansteuerung von bis zu 16 Stufen, mit Status Rückmeldung,Kabelgebundes System, 2-Draht Bus, seriell, 1200 Bit/s, 16 Volt Spannung
DALI Arbeitsgemeinschaft http://www.dali-ag.org/Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Digital_Addressable_Lighting_Interface
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.11
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein- Der Standard zur Zählererfassung
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
EN13757
1992 Forschungsprojekt Universität Paderborn
Standard für die Aufschaltung von Zählern, Auslesung der Verbrauchswerte aus geeichten Zählern, periodisch zu bestimmten Zeitpunkten: Stunde, Tag, Monat, 2 Draht Bus, bis zu 250 Zähler pro Segment, langsam
M-Bus Homepage http://www.m-bus.com/Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/M-Bus_(Feldbus)
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.12
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinSMI - Standard Motor Interface
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
Seit 2009 IEC 62386 Standard (zuvor EN 60929 Anhang E)
2001 Gründung des SMI Arbeitskreises2004 Präsentation erster Produkte auf der light+building Messe2014 Vereinsgründung SMI Group mit heute ca. 23 MitgliedsfirmenDerzeit 50 Produkte zertifiziertEinheitliche Schnittstelle der Gebäudeautomation zur Ansteuerung von elektronischen Antrieben für Jalousien oder Rollläden5 adriges Installationskabel 5x1,5 mm2
SMI Group http://www.smi-group.com/Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Standard_Motor_Interface
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.13
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein- Profibus DP
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
Beschreibung im Profibus HandbuchQuasi Standard, weit verbreitet in der industriellen Automation
1987 Öffentliches Forschungsprojekt BMFT1989 Profibus Nutzer Organisation
PROFIBUS DP (Dezentrale Peripherie)PROFIBUS PA (Prozess-Automation)
Profibus Nutzer Organisation http://www.profibus.com/pi-organization/regional-pi-associations/germany/Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Profibus
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.14
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein- Belimo Standard
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
Herstellerspezifischer Standard
Ca. seit 2005 für Volumenstromregler im Einsatz
Herstellerspezifischer Standard zur kabelsparenden Anbindung von Klappen und Ventilstellantrieben sowie Volumenstromreglern
Belimo http://www.belimo.de/DE/DE/Product/Bus/index.cfm?BusPage=MPBus
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.15
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurvereineine neue Chip Technologie für das IoT
Standardisierung:
Geschichte:
Anwendungsgebiet:
Informationsquellen:
Quasi Industriestandard per Chip, der folgende Standards unterstütztIEEE 802.15.4-2006, 6LoWPAN, IPv6, IPSec, BACnet, und AES128Chip Technologie mit geringem Stromverbrauch und WiFi Vernetzung
2007 Gründung der IP500 Alliance (international: Euroapa, USA, Japan)Derzeit 36 Mitglieder aus dem Bereich Sicherheitstechnik, Halbleiter Hersteller, Aufzugs- und Türsteuerungen, Akkuhersteller
Zunächst Einsatz im Bereich der drahtlosen Vernetzung im Bereich der Sicherheitstechnik geplant für Rauch- und Brandmelder. Weiterführende Anwendung für Gebäudeautomation liegen auf der Hand
IP500 Alliance e.V. http://ip500.org/Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/IP500_Alliance
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.16
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein- Unsere Integrations Platform
- Ethernet TCP/IP
Man
agem
ente
bene
Auto
mat
ions
eben
eFe
ldeb
ene
N2-
Bus
M5i - Server
SQL - Server
M5i - Gebäudeleittechnik
Notebook –BedienstationWeb Bedienstation
Netzwerkdrucker
NAE - Network Automation Engine
-MS/
TP
-LO
N
2x Feldbus
TEC2000 - EZR
FEC, FAC
TUC - EZR
-Integration
ADS/ADX - Gebäudeleittechnik
LVB - Lokale VorrangbedienungBACnet MS/TP
- Integration
DX-9100
RS-1180
TC-9100
NCE - Network ControlEngine
LVB - Lokale VorrangbedienungBACnet MS/TP
Umwälzpumpe
N2-
Bus -M
S/TP
-LO
N
Medienzähler
FEC – Field Equipment Controller
1x Feldbus
Netzanalysegerät
- Integration
NIE - Network Integration Engine
1x Feldbus
2x Integration
iPAD Bedienung
DDC Migration
FAD – FieldAdvancedDisplay
MED – EnergiemonitoringEnergiecontrolling
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.17
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinLösungsansatz: Inbetriebnahme Management VDI 6039
• VDI 6039 im Juni 2011 veröffentlicht
• Richtlinien-Ausschuss 6039 gegründet 2006
Mitglieder:
Brunk, Marten F.; Prof. Dr.-Ing.; Aachen (Stv. Obmann)
Festl,Florian; Planegg
Graf, Bernhard; Dipl.-Ing.; München (Obmann)
Heidrich, Thorsten; Dipl.-ing.; Köln
Hymon, Joachim; Köln
Maucher, Harald; Böblingen
Miller, Ronald; Dr.-Ing.; Stuttgart
Schickel, Clemens; Dipl.-Ing.; Bonn
Schmid, Frank; Dipl.-Ing.; Reutlingen
Terhorst, Thomas; Dipl.-Ing. (FH); Düsseldorf
Thurm, Veith; Dipl.-Ing.; Stuttgart
Tritschler, Markus; Prof. Dr.-Ing.; Esslingen
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.18
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein
Inbetriebnahme Management im Lebenszyklus des Gebäudes
Das Inbetriebnahme Management beginnt schon lange vor der eigentlichen Inbetriebnahme der technischen Anlagen im Gebäude.
Das Inbetriebnahme Management ist Teil der Projektentwicklung und mündet in eine gewerkeübergreifende Fachplanung.
In einem erweiterten Probebetrieb leitet es als „Fundamental Commissioning“ in die Betriebsphase über.
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.19
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinGewerke Beziehungsmatrix (Beispiel)
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.20
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinAuszug: Schnittstellenkatalog für ein Klinikum (Beispiel)
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.21
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinDie Digitalisierung nimmt in allen Bereichen des Lebens zu
Quelle: Wikipedia
• Auch die IP Vernetzung in den Gebäuden wird weiter zunehmen
• Adresserweiterung von IPv4 4 294 967 296 Adressenauf IPv6 ~3,4 x 1038 Adressen
• IP/Ethernet 6 fähige WiFi Elektronik Komponenten werden laufend preiswerter
• Migrationsthemen werden komplexer und häufig teurer
• Datensicherheit wird ein Thema auch in der TGA
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.22
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinDigitales Bauen – Building Smart
Ziel von buildingSMART International ist es, den modellbasierten Ansatz für die Optimierung der Planungs-, Ausführungs-
und Bewirtschaftungsprozesse im Bauwesen im Rahmen der buildingSMART-Initiative zu etablieren.
http://www.buildingsmart.org/
http://www.buildingsmart-tech.org/ifc/IFC4/Add1/html/
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.23
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinPlanen Bauen 4.0
Finnland, Schweden, Norwegen, Frankreich, Großbritannien, die USA, Singapur, Australien und andere Länder sind in Sachen BIM führend. Deutschland hinkt der internationalen Entwicklung im Bauwesen hinterher.
Planen Bauen 4.0 - Umsetzung der Building Smart Initiative in Deutschland
BIM – Building Information Modelling / Planung und Ausschreibung
BAM – Building Assembly Modeling / Herstellung und den Bau
BOOM – Building Owner Operator Model / Nutzungs- und Betriebsphase
http://planen-bauen40.de/ https://de.wikipedia.org/wiki/Building_Information_Modeling
BIM BAM BOOM
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.24
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
Ingenieurverein16 Stufenplan – Digitales Bauen wird bis 2020 eingeführt
BM Dobrindt stellte am 15. Dezember 2015 den Stufenplan
„Digitales Planen und Bauen“ der Öffentlichkeit vor
„Wir starten eine Offensive zur Digitalisierung der Baubranche. Mit modernsten digitalen Methoden sollen Bauprojekte effizienter und im Zeit- und Kostenrahmen realisiert werden. Wir werden Planen und Bauen mit BIM für unsere Infrastruktur-projekte ab 2020 verbindlich machen. Mit Pilotprojekten optimieren wir den Einsatz dieser Planungsmethoden. Das ist eine Modernisierungsoffensive für die weltweit tätige deutsche Bauindustrie.“
http://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/DG/stufenplan-digitales-bauen.pdf?__blob=publicationFilehttp://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/G/reformkommission-bau-grossprojekte-endbericht.pdf?__blob=publicationFile
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.25
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinFunktionsumfang für den Betrieb maximieren
Erstellung einer umfassenden und fachgewerke-übergreifenden gebäudetechnischen Gesamtplanung mit digitalen Methoden (künftig BIM – Building Information Modelling)
Frühzeitige Einbindung des späteren Nutzers/Betreibers bereits in der Konzeptionsphase
Einbindung der in Frage kommender Anlagen Errichter in frühen Planungsphasen
Beauftragung der Leistungen nach Funktion und Einsparung von Lifecycle Kosten -nicht nur „preisgesteuert“ (Minimierung Erstellungskosten)
Geordnete Fachgewerke-übergreifende Inbetriebnahme „Fundamental Commissioning“
Evaluierung der Eigenstromerzeugung BHKW, regenerative Energiequellen
Nutzung von Energiespeichern (Strom und thermische Energie)
Schaffung von Schnittstellen zu Energiemanagement und Facility Management Systemen
© Copyright Johnson Controls, Inc. All rights reserved. Johnson Controls, Inc. Proprietary and Confidential Information. Any unauthorized use, copying or distribution is strictly prohibited.26
Verein Deutscher IngenieureWürttembergischer
IngenieurvereinVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Gerne stehe ich Ihnen für Fragen zur Verfügung
Karl Heinz BelserRegionalleiter Vertrieb Systemgeschäft Prokurist
JOHNSON CONTROLS Systems und Service GmbHSchockenriedstrasse 4870565 StuttgartTelefon 0711-7884-118Telefax 0711-7884-187Mobil 0171-3377933E-Mail [email protected]