Gebäudeautomation - Kommunikationssysteme mit EIB/KNX, LON und BACnet

von: Hermann Merz, Thomas Hansemann, Christof Hübner

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2016

ISBN: 9783446447721

Sprache: Deutsch

314 Seiten, Download: 25164 KB

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Gebäudeautomation - Kommunikationssysteme mit EIB/KNX, LON und BACnet

	Inhalt	8
	1 Einführung in die Gebäudeautomation	14
	1.1 Bedeutung der Gebäudeautomation	14
	1.1.1 Automatisierungsfunktionen im privaten Wohnungsbau	14
	1.1.2 Automatisierungssysteme in Zweckbauten	15
	1.2 Gebäudeautomation vs. Gebäudesystemtechnik	16
	1.2.1 Gewerke in der Gebäudeautomation	18
	1.2.2 Gewerke in der Gebäudesystemtechnik	20
	1.3 Strukturen	22
	1.3.1 Hierarchische Struktur in der Gebäudeautomation	22
	1.3.2 Hierarchische Struktur in der Gebäudesystemtechnik	25
	1.4 Einsatz der DDC-Automationsgeräte	26
	1.4.1 Grundfunktionen der Gebäudeautomation	26
	1.4.2 Anlagen-Informations-Schema	30
	1.4.3 Funktionen innerhalb von Lüftungsanlagen	32
	1.4.4 Liefer- und Leistungsumfang	35
	1.5 Energiemanagementfunktionen	36
	1.5.1 Amortisationszeit	36
	1.5.2 Energiemanagementfunktionen auf der Automationsebene	37
	1.5.3 Energiemanagementfunktionen auf der Managementebene	40
	1.6 Komfort- und Energiemanagementfunktionen in der Raumautomation	44
	1.7 Genormte Bussysteme und Netze in der Gebäudeautomation	45
	1.7.1 Anforderungen	46
	1.7.2 Einsatzgebiete	47
	1.7.3 Stand der Normung	49
	1.8 Übungsaufgaben	50
	1.9 Literatur	51
	2 Grundlagen der industriellen Kommunikationstechnik	52
	2.1 Industrielle Kommunikation	52
	2.1.1 Kommunikation über Feldbusse	52
	2.1.2 Kommunikation über Computernetze	53
	2.2 Digitale Datenübertragung	54
	2.2.1 Grundbegriffe	54
	2.2.2 Digitales Datenübertragungssystem	58
	2.2.3 Quellencodierung/-decodierung	59
	2.2.4 Kanalcodierung/-decodierung	61
	2.2.5 Leitungscodierung/-decodierung	65
	2.3 Kommunikation gemäß des ISO/OSI-Referenzmodells	68
	2.3.1 Datenübertragung und Kommunikation	68
	2.3.2 Regeln zum Ablauf einer Kommunikation	68
	2.3.3 Die Schichten des ISO/OSI-Referenzmodells	69
	2.4 Feldbus- und Netztopologien	71
	2.5 Kanalzugriffsverfahren	71
	2.5.1 Kanalzugriff nach Zuteilung	72
	2.5.2 Kanalzugriff nach Bedarf	72
	2.6 Übungsaufgaben	73
	2.7 Literatur	74
	3 Der Europäische Installationsbus KNX	75
	3.1 Einführende Übersicht	75
	3.1.1 Was ist KNX?	75
	3.1.2 Historie des KNX	76
	3.1.3 Der Nutzen von KNX	76
	3.1.4 Motivation für die Beschäftigung mit dem KNX	77
	3.2 Konventionelle Elektroinstallationstechnik	78
	3.2.1 Sicherheitshinweise	78
	3.2.2 Aufgabenstellung: Treppenhaus- und Flurbeleuchtung	79
	3.2.3 Ausschaltung	80
	3.2.4 Wechselschaltung	81
	3.2.5 Kreuzschaltung	82
	3.3 Überblick über den KNX	83
	3.4 Übertragungsmedien und Eigenschaften von KNX.TP	84
	3.4.1 Übertragungsmedien	84
	3.4.2 Kriterien für die Auswahl des Übertragungsmediums	85
	3.4.3 Eigenschaften von KNX.TP	85
	3.5 Busgeräte	88
	3.5.1 Typen und Ausführungsformen	88
	3.5.2 Häufig eingesetzte Busgeräte	89
	3.6 Topologie	92
	3.6.1 Begriffsdefinition	92
	3.6.2 Teilnehmer, Linien, Bereiche	93
	3.6.3 Spannungsversorgungen	94
	3.6.4 Koppler	95
	3.6.5 Installationsrichtlinien	97
	3.6.6 Blockschaltbilder und genormte Gerätesymbole	98
	3.7 Teilnehmeradressierung	99
	3.7.1 Physikalische Adressen	100
	3.7.2 Gruppenadressen (logische Adressen)	102
	3.7.3 Zieladressbit (Adresstyp)	104
	3.8 Kommunikationsobjekte	104
	3.8.1 Begriffsdefinition	104
	3.8.2 Eigenschaften von Kommunikationsobjekten	105
	3.8.3 Kommunikationsobjekte von Sensorapplikationen	106
	3.8.4 Kommunikationsobjekte von Aktorapplikationen	107
	3.8.5 Zuordnung von Kommunikationsobjekten zu Gruppenadressen	108
	3.9 Nutzdaten	110
	3.9.1 Aufruf von Diensten der Anwendungsschicht	111
	3.9.2 EIB Interworking Standard (EIS)	111
	3.9.3 Länge der Nutzdaten	113
	3.10 Kommunikationsablauf	113
	3.10.1 Telegrammarten	114
	3.10.2 Struktur eines Standarddatentelegramms	115
	3.10.3 Universal Asynchronous Receive Transmit (UART)	115
	3.10.4 Busarbitrierung	116
	3.10.5 Weiterleitung von Datentelegrammen	122
	3.10.6 Datensicherung	123
	3.10.7 Bestätigungstelegramme	124
	3.10.8 Zeitlicher Ablauf der Kommunikation	126
	3.11 Zusammenfassung der Telegrammstrukturen	128
	3.11.1 Standarddatentelegramm	128
	3.11.2 Bestätigungstelegramm	131
	3.12 Hardware	131
	3.12.1 „Äußere“ Hardware	132
	3.12.2 „Innere“ Hardware	133
	3.13 Software	136
	3.13.1 Überblick	136
	3.13.2 Softwarekomponenten eines Kompaktgeräts	137
	3.13.3 Softwarekomponenten eines modularen Geräts	138
	3.13.4 Systemsoftware	139
	3.13.5 Anwendungsprogramme	139
	3.13.6 Engineering Tool Software (ETS 5)	140
	3.14 Schulungsanlage	143
	3.15 Übungsprojekt Lichtsteuerung	145
	3.15.1 Kundenauftrag	145
	3.15.2 Benötigte Geräte	146
	3.16 Projektierung mit der ETS 5	146
	3.16.1 Vorüberlegungen	146
	3.16.2 Starten der ETS 5	148
	3.16.3 Neues Projekt anlegen	148
	3.16.4 Produktdaten importieren	148
	3.16.5 Bereiche und Linien definieren, Geräte einfügen	149
	3.16.6 Geräteparameter einstellen	150
	3.16.7 Gruppenadressen anlegen	154
	3.16.8 Kommunikationsobjekte den Gruppenadressen zuordnen	155
	3.17 Inbetriebnahme	157
	3.17.1 Hardwareaufbau	157
	3.17.2 Programmierung der Geräte	158
	3.17.3 Test der Lichtsteuerung	159
	3.17.4 Diagnose/Busmonitoring	159
	3.18 Trends im Umfeld des KNX	161
	3.18.1 Touchscreens	161
	3.18.2 Integration der Gebäudesystemtechnik in IP-Netze	163
	3.19 Übungsaufgaben	164
	3.20 Literatur	167
	4 Gebäudeautomation mit LonWorks	168
	4.1 Technologischer Wandel in der Gebäudeautomation	168
	4.2 Nutzen der LonWorks-Technologie	170
	4.2.1 Einsatz in der Gebäudesystemtechnik	170
	4.2.2 Einsatz der LON-Technik auf der Automationsebene	174
	4.3 Historie der LonWorks-Technologie	175
	4.3.1 Einsatzgebiete der LonWorks-Technologie	176
	4.3.2 Organisationseinheiten	176
	4.3.3 Normung	177
	4.4 Grundlagen der LonWorks-Technologie	177
	4.4.1 Elemente der LonWorks-Technologie	177
	4.4.2 Aufbau und Funktionsweise eines LON-Knotens	179
	4.5 Informationsübertragung zwischen LON-Geräten	188
	4.5.1 Physikalische Netzstrukturen	188
	4.5.2 Telegrammstruktur	192
	4.5.3 Buszugriffsverfahren und Signalcodierung	193
	4.5.4 Logische Netzwerkstrukturen mit Netzwerkvariablen	194
	4.5.5 Interoperabilität von LON-Geräten	197
	4.6 LonWorks-Tools	203
	4.6.1 Entwicklerwerkzeuge LonBuilder und NodeBuilder	203
	4.6.2 Inbetriebnahmewerkzeuge	203
	4.7 Systemstrukturen der LonWorks-Technologie	207
	4.7.1 Gebäudeautomationssystem mit LON	207
	4.7.2 Web-Anbindung von LON-Netzen	208
	4.8 Applikationsbeispiele	209
	4.8.1 Lichtsteuerung über LON	209
	4.8.2 Lichtsteuerung mit Panikschaltung über LON	211
	4.9 Übungsaufgaben	213
	4.10 Literatur	215
	5 BACnet	216
	5.1 Einführende Übersicht	216
	5.1.1 Was ist BACnet?	216
	5.1.2 BACnet-Organisationen	217
	5.1.3 Einsatzgebiete	217
	5.1.4 Grundkonzepte im Überblick	219
	5.2 Bitübertragungsschicht und Sicherungsschicht	222
	5.2.1 Master-Slave/Token-Passing	222
	5.2.2 Point-to-Point-Verbindung	226
	5.2.3 Ethernet	227
	5.2.4 Attached Resource Computer Network (ARCNET)	246
	5.2.5 LonTalk	246
	5.3 Vermittlungsschicht	247
	5.3.1 Aufgabe	247
	5.3.2 Router	247
	5.3.3 BACnet und das Internet Protocol (IP)	249
	5.3.4 Transmission Control Protocol (TCP)	255
	5.3.5 User Datagram Protocol (UDP)	258
	5.3.6 Protokolle für die Zuordnung von MAC- und IP-Adressen	258
	5.3.7 Vernetzung von BACnets über das Internet	260
	5.4 Anwendungsschicht	262
	5.4.1 Dateneinheit und Aufgaben	262
	5.4.2 BACnet-Objektkonzept	263
	5.4.3 Standardisierte Objekte	266
	5.4.4 Dienste	284
	5.4.5 Prozeduren	290
	5.5 BACnet-Geräte und Interoperabilität	292
	5.5.1 Interoperabilitätsbereiche (IOB) und -bausteine	293
	5.5.2 Device-Profile	295
	5.5.3 Protokollumsetzungsbestätigung und BTL-Zeichen	298
	5.6 Gateways zu anderen Systemen	299
	5.7 Übungsaufgaben	300
	5.8 Literatur	304
	Sachwortverzeichnis	305

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