Programmierung der Lichtfunktionen eines Bürogebäudes mit einem WAGOSystem unter Verwendung von structured text unter IEC

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1 Programmierung der Lichtfunktionen eines Bürogebäudes mit einem WAGOSystem unter Verwendung von structured text unter IEC bei Prof. Dr. Bernd Aschendorf Autoren : Jan Scholte van Mast Christian Maatkamp Tim Baltzer Matrikelnummern : Dortmund, den 05.November 2008

2 Inhaltsverzeichnis : 1. Zielbestimmung 1.1. Musskriterien 1.2. Kannkriterien 2. Produkteinsatz Zimmerschaltung Innenjalousie Flurschaltung Trennwand Präsentationssteuerung Präsensmelder im Flurbereich 2.1. Anwendungsbereiche 2.2. Zielgruppen 3. Produktübersicht 3.1. Pro Raumhälfte 3.2. Flur 3.3. Systemschaubild 4. Produktfunktionen 4.1. Lichtstromkreise Lichtstromkreise pro Raumhälfte Lichtstromkreise bei offener Trennwand Lichtstromkreis Lichtstromkreis 2 Seite 2 von 22

3 4.2. Innenjalousie 4.3. Flurschaltung 4.4. Trennwand Jalousiesteuerung pro Raumhälfte Jalousiesteuerung bei offener Trennwand 4.5. Präsentationssteuerung 5. Zuweisungsbestimmungen Lichtszenen Jalousie Beamer Beamer-Leinwand 5.1. Zuweisungslegende für die Geräteadresse 5.2. Zuweisungsliste für die Geräteadressen Raum Raum Flur Trennwand 5.3. Detailliertes Zuweisungs-Schaubild 6. Normen und Gesetze 7. Technische Produktbetrachtung 7.1. Software Software-Information 7.2. Produktschnittstellen 8. Vertragserklärung Anordnung der Bus-Komponente im Musterkoffer Seite 3 von 22

4 1. Zielbestimmung Im folgenden Realisierungs-Lastenheft wird die Lichtsteuerung in einem Bürokomplex beschrieben. Dabei werden zunächst als Beispiel zwei Büroräume in Etage 1 betrachtet, die durch eine Trennwand von einander geteilt sind Musskriterien Zimmerschaltung Die Zimmerschaltung besteht aus zwei Lichtstromkreisen. Diese können manuell über jeweils 2 Taster getrennt von einander bedient werden Innenjalousie Die Innenjalousie wird von einem bei Bedarf vom Kunden manuell angesteuert. Sie dient zur Verdunkelung bei störender Sonneneinstrahlung Flurschaltung Die Flurschaltung besteht aus zwei Lichtstromkreisen. Diese können manuell über jeweils 2 Taster bedient werden in Abhängigkeit von den gegebenen äußeren Verhältnissen Trennwand Die Trennwand kann manuell geöffnet werden. Ein Endschalter überwacht die Stellung der Trennwand und gibt bei geöffnetem Zustand ein Signal an die Lichtsteuerung und Innenjalousie weiter. Dadurch werden Lichtszenen und Innenjalousie entsprechend angepasst. Seite 4 von 22

5 1.2. Kannkriterien Präsentationssteuerung Bei Präsentationen werden via Tastenbefehl Innenjalousie und Licht entsprechend angepasst Präsensmelder im Flurbereich Ein Präsensmelder schaltet abhängig von äußeren Lichteinflüssen das Flurlicht. So kann effizient Energie eingespart werden, da nur bei Bedarf eingeschaltet bzw. abgeschaltet wird. 2. Produkteinsatz 2.1. Anwendungsbereiche Büroraum, Besprechungsraum 2.2. Zielgruppen Kleine bis große Unternehmen. Seite 5 von 22

6 3. Produktübersicht 3.1. Pro Raumhälfte : - 1x Funksender 2-Fach - 1x Unterputztaster 2-fach mit 4 Schaltfunktionen - (zwei Lichtstromkreise) - (Innenjalousie) 3.2. Flur : - 2x Unterputztaster 1-fach - (1x Präsensmelder) - (zwei Lichtstromkreise) Seite 6 von 22

7 3.3. Systemschaubild : Seite 7 von 22

8 4. Produktfunktionen 4.1. Lichtstromkreise Lichtstromkreise pro Raumhälfte Die Zimmerschaltung besteht aus zwei Lichtstromkreisen Lichtstromkreis 1 wird über den Unterputz-Taster (Taster links) geschaltet. Durch einen Tastimpuls wird der Schaltaktor im Lichtstromkreis 1 ein- bzw. ausgeschaltet Lichtstromkreis 2 wird über den Unterputz-Taster (Taster rechts) geschaltet. Durch einen Tastimpuls wird der Schaltaktor im Lichtstromkreis 2 ein- bzw. ausgeschaltet Lichtstromkreise bei offener Trennwand Bei Zusammenschluss der Büroräume werden die Stromkreise 1 und Stromkreise 2 der Räume automatisch zusammen geschaltet. Es leuchtet nach dem Zusammenschluss zunächst nur Lichtstromkreis 1. Lichtstromkreis 2 ist somit vorerst inaktiv. Seite 8 von 22

9 Lichtstromkreis 1 Lichtstromkreis 1 wird weiterhin über den Unterputz-Taster (Taster links der jeweiligen Räume) geschaltet. Durch einen Tastimpuls wird der Schaltaktor im Lichtstromkreis 1 ein- bzw. ausgeschaltet Lichtstromkreis 2 Lichtstromkreis 2 wird weiterhin über den Unterputz-Taster (Taster rechts der jeweiligen Räume) geschaltet. Durch einen Tastimpuls wird der Schaltaktor im Lichtstromkreis 1 ein- bzw. ausgeschaltet Innenjalousie Jalousiesteuerung pro Raumhälfte Die Innenjalousie wird von einem bei Bedarf vom Kunden manuell angesteuert. Durch einen Tastimpuls wird der Jalousieaktor angesteuert. Bei Betätigung des s (I = Hochfahren ;0 = Runterfahren) fährt die Jalousie in die Endstellung. Bei erneuerter Betätigung während des Betriebs wird Aktor gestoppt und verweilt auf dieser Position. Seite 9 von 22

10 Jalousiesteuerung bei offener Trennwand 4.3. Flurschaltung Bei Zusammenschluss der Räume werden alle Innenjalousien automatisch hochgefahren und sind fortan schalttechnisch zusammen gefasst. Bei Betätigung der in den jeweiligen Räumen (I = Hochfahren ;0 = Runterfahren) fahren somit alle Jalousien in die in die entsprechende Endstellung. Bei erneuerter Betätigung während des Betriebs werden alle Aktoren gestoppt und verweilen auf ihren Positionen. Die Flurschaltung besteht aus zwei Lichtstromkreisen. Diese können manuell über jeweils 2 Taster angesteuert. Optional kann ein Präsensmelder zur automatischen Lichtsteuerung eingebunden werden. In öffentlichen Gebäuden muss laut Gesetz eine Mindestbeleuchtungsstärke auf den Fluren vorhanden sein. Daher steuert der Präsensmelder die zusätzliche Beleuchtung Trennwand Die Trennwand kann manuell geöffnet werden. Ein Endschalter überwacht die Stellung der Trennwand und gibt bei geöffnetem Zustand ein Signal an die Lichtsteuerung und Innenjalousie weiter. Dadurch werden die Lichtkreise 1 und 2 der jeweiligen Räume zusammen geschaltet und alle Innenjalousien werden hochgefahren. Letztlich schaltet sich Lichtstromkreis 1 ein. Lichtstromkreis 2 bleibt inaktiv. Seite 10 von 22

11 4.5. Präsentationssteuerung Die Präsentationssteuerung wird durch einen langen Tastendruck auf der linken Wippe des Tasters gestartet Lichtszenen In Raum 1 werden beide Lichtstromkreise eingeschaltet und in Raum 2 ausgeschaltet Jalousie Beide Jalousien fahren herunter Beamer Der wird automatisch eingeschaltet Beamer-Leinwand Beim Einschalten der Präsentationssteuerung wird die Leinwand heruntergefahren. Seite 11 von 22

12 5. Zuweisungsbestimmungen In dieser Zuweisungsbestimmung werden alle verwendeten Produkte eindeutig namentlich zugewiesen. Jedem Gerät wird eine eigene Adresse gegeben, damit jedes Gerät eindeutig identifiziert werden kann Zuweisungslegende für die Geräteadresse Beispiel: E 1. R 1. T Gerätenummer 1. Gerätenummer Produkttyp Raumnummer Raum Etagennummer Etage B = Beamer E = Etage L = Lichtstromkeis P = Präsenswert R = Raum T = Taster FT = JA = Jalousie-Aktor LW = Leinwand TWE = Endschalter Seite 12 von 22

13 5.2. Zuweisungsliste für die Geräteadressen Raum 1 Taster Wippe links E1.R1.T.1.1 (kurz) E1.R1.T.1.2 (lang) rechts E1.R1.T.2.1 (kurz) E1.R1.T.2.2 (lang) E1.R1.FT.1.1 ( = 0) E1.R1.FT.1.2 ( = 1) LStkr. 1 E1.R1.L1 LStkr. 2 E1.R1.L2 Innenjalousie E1.R1.JA.1.1 (Auf) E1.R1.JA.1.2 (Ab) Beamer E1.R1.B.1 (An/Aus) Raum 2 Taster Wippe links E1.R2.T.1.1 (kurz) E1.R2.T.1.2 (lang) rechts E1.R2.T.2.1 (kurz) E1.R2.T.2.2 (lang) E1.R2.FT.1.1 ( = 0) E1.R2.FT.1.2 ( = 1) LStkr. 1 E1.R2.L1 LStkr. 2 E1.R2.L2 Innenjalousie E1.R2.JA.1.1 (Auf) E1.R2.JA.1.2 (Ab) Leinwand E1.R2.LW.1 (Auf/Ab) Seite 13 von 22

14 Flur Taster 1 Taster 2 Präsensmelder LStkr. 1 LStkr. 2 E1.F.T1 E1.F.T2 E1.F.P E1.F.L1 E1.F.L Trennwand Endschalter E1.TWE.R1_2 Seite 14 von 22

15 5.3. Detailliertes Zuweisungsschaubild : Seite 15 von 22

16 6. Normen und Gesetze Die Flurlichtsteuerung ist gemäß der Norm für Flurlichtsteuerungen in gewerblichen/öffentlichen Gebäuden auszulegen. Dementsprechend muss zu jeder Tageszeit eine Mindestbeleuchtung gewährleistet sein. Seite 16 von 22

17 7. Technische Produktumgebung 7.1. Software Programmiert wird dieses Projekt mit Codesys V.2.3. von 3S-Smart Software Solutions Software-Informationen CoDeSys wird von dem 1994 gegründeten Softwarehersteller 3S-Smart Software Solutions aus Kempten entwickelt und vermarktet. Die Bezeichnung CoDeSys ist ein Akronym und steht für Controller Development System. Die Version 1.0 wurde im Jahre 1994 ausgeliefert. Das Programmiersystem ist lizenzfrei zu verteilen und zu benutzen, es kann ohne Kopierschutz ganz legal auf weiteren Arbeitsplätzen installiert werden. Alle fünf der von der IEC (International Electrotechnical Commission) spezifizierten Sprachen stehen in CoDeSys zur Verfügung: IL (Instruction List), im deutschen Sprachgebrauch AWL (Anweisungsliste) ST (Structured Text), im deutschen Sprachgebrauch Strukturierter Text, angelehnt an PASCAL zur strukturierten Programmierung) LD (Ladder Diagram), im deutschen Sprachgebrauch KOP (Kontaktplan) FBD (Function Block Diagram), im deutschen Sprachgebrauch FUP (Funktionsplan). SFC (Sequential Function Chart), im deutschen Sprachgebrauch AS (Ablaufsprache) Seite 17 von 22

18 Zusätzlich zu den Sprachen im IEC- Standard gibt es bei CoDeSys: CFC (Continuous Function Chart) ist ein FUP-Editor mit einem frei-grafischen Layout: während FUP Editoren netzwerkorientiert arbeiten und die Bausteine automatisch anordnen, ist es im CFC möglich, alle Bausteine frei zu platzieren und somit auch Rückkopplungen ohne Zwischenvariablen zu realisieren. Deshalb ist diese Sprache auch besonders gut für die Übersichtsdarstellung einer Applikation geeignet. Quelle : Seite 18 von 22

19 7.2. Produktschnittstellen SPS Controller Wago Wago BUS Komponete : = a = b = c = d = e = f = g = h = i = j = k = l = m = n = o (KNX ) Seite 19 von 22

20 Anordnung der Bus-Komponente im Musterkoffer : WAGO-Baustein Testzeichen Art Bezeichnung in CoDeSys Notiz / Kommentar a1 Eingang / Digital E1_R2_T_1_1 Taster 1 / Raum 2 a2 Eingang / Digital E1_R2_T_2_1 Taster 2 / Raum 2 a3 Eingang / Digital E1_R1_T_2_1 Taster 2 / Raum 1 a4 Eingang / Digital E1_R1_T_1_1 Taster 1 / Raum b1 Eingang / Digital E1_F_T_2 rechter Flurtaster b2 Eingang / Digital E1_F_T_1 linker Flurtaster b3 Eingang / Digital E1_TWE_R1_2 Trennwand / Endschalter b4 Eingang / Digital nicht_belegt_1 nicht belegt c1 Eingang / Digital E1_F_P Sondertaste 1 / Präsenzmelder c2 Eingang / Digital S2 Sondertaste 2 c3 Eingang / Digital S3 Sondertaste 3 c4 Eingang / Digital S4 Sondertaste 4 c5 Eingang / Digital nicht_belegt_2 nicht belegt c6 Eingang / Digital nicht_belegt_3 nicht belegt c7 Eingang / Digital nicht_belegt_4 nicht belegt c8 Eingang / Digital nicht_belegt_5 nicht belegt d1 Ausgang / Digital nicht_relevant_1 Außenjalousie Büro / runter, Raum 2 d2 Ausgang / Digital nicht_relevant_2 Außenjalousie Büro / hoch, Raum 2 d3 Ausgang / Digital nicht_relevant_3 Außenjalousie Büro / runter, Raum 1 d4 Ausgang / Digital nicht_relevant_4 Außenjalousie Büro / hoch, Raum e1 Ausgang / Digital nicht_relevant_5 Kühlung / Raum 2 e2 Ausgang / Digital E1_R2_JA_1_2 Innenjalousie rot / runter, Raum 2 e3 Ausgang / Digital E1_R2_JA_1_1 Innenjalousie grün / hoch, Raum 2 e4 Ausgang / Digital nicht_belegt_6 Heizung / Raum f1 Ausgang / Digital nicht_relevant_6 Kühlung / Raum 1 f2 Ausgang / Digital E1_R1_JA_1_2 Innenjalousie rot / runter, Raum 1 f3 Ausgang / Digital E1_R1_JA_1_1 Innenjalousie grün / hoch, Raum 1 f4 Ausgang / Digital nicht_relevant_7 Heizung / Raum 1 f5 Ausgang / Digital E1_R2_L1 Licht 1 / Raum 2 f6 Ausgang / Digital E1_R1_L1 Licht 1 / Raum 1 f7 Ausgang / Digital E1_R2_LW_1 Leinwand f8 Ausgang / Digital E1_R1_B_1 Beamer Seite 20 von 22

21 WAGO-Baustein Testzeichen Art Bezeichnung in CoDeSys Notiz / Kommentar g1 Ausgang / Digital E1_R2_L2 Raum 2 / Licht 2 g2 Ausgang / Digital E1_R1_L2 Raum 1 / Licht 2 g3 Ausgang / Digital E1_FL_2 Lampe 2 / Flur g4 Ausgang / Digital E1_FL_1 Lampe 1 / Flur g5 Ausgang / Digital nicht_belegt_7 nicht belegt g6 Ausgang / Digital nicht_belegt_8 nicht belegt g7 Ausgang / Digital nicht_belegt_9 nicht belegt g8 Ausgang / Digital nicht_belegt_10 nicht belegt h1 Ausgang / Analog nicht_relevant_8 Potentiometer h2 Ausgang / Analog nicht_relevant_9 Potentiometer i1 Ausgang / Analog nicht_relevant_10 Potentiometer i2 Ausgang / Analog nicht_relevant_11 Potentiometer i3 Ausgang / Analog nicht_relevant_12 Potentiometer i4 Ausgang / Analog nicht_relevant_13 Potentiometer j1 Eingang / Analog nicht_relevant_14 Potentiometer j2 Eingang / Analog nicht_relevant_15 Potentiometer k1 Eingang / Analog nicht_relevant_16 Potentiometer k2 Eingang / Analog nicht_relevant_17 Potentiometer l1 Eingang / Analog nicht_relevant_18 Potentiometer l2 Eingang / Analog nicht_relevant_19 Potentiometer m1 Eingang / Analog nicht_relevant_20 Potentiometer m2 Eingang / Analog nicht_relevant_21 Potentiometer n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n o1 KNX Schnittstelle KNX_1 Schnittstelle (KNX ) o2 KNX Schnittstelle KNX_2 Schnittstelle Seite 21 von 22

22 8.Vertragserklärung zwischen Professor Dr. Bernd Aschendorf UND der Projektgruppe um Jan Scholte van Mast Christian Maatkamp und Tim Baltzer um folgenden Sachverhalt : Die in diesem Realisierungs-Pflichtenheft definierten Funktionen werden von dem Projektteam um Jan Scholte van Mast, Christian Maatkamp und Tim Baltzer nach besten Gewissen und Wissen programmiert. Abweichungen davon werden nur in Abstimmung mit dem Vertragsnehmer, Prof. Dr. Aschendorf, getroffen. Wenn nicht anders vereinbart gelten daher alle in diesem Druck definierten Anforderungen. Vertragserfüllung bis : Ende WS 08/09 Ort, Datum Unterschrift : Prof. Dr. Bernd Aschendorf Unterschriften : Jan Scholte van Mast Christian Maatkamp Tim Baltzer Seite 22 von 22