Herausforderungen der Systemintegration der Gebäudeautomation im Karlsruher Institut für Technologie

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1 Herausforderungen der Systemintegration der Gebäudeautomation im Karlsruher Institut für Technologie Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR und Ekkehard Post, Projektleiter EMSR KIT Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Die Dienstleistungseinheit FM stellt sich vor Wir sind für die Institute und andere Dienstleistungseinheiten der Ansprechpartner rund um die Themen Planen, Errichtung und Betreiben von Gebäuden, der gebäudetechnischen Anlagen sowie der Ver- und Entsorgungsanlagen. Die Aufgaben unterscheiden sich standortspezifisch bedingt durch die unterschiedliche Ausprägung der Bauherrenaufgaben. Abteilung FM- BPI, Bauprojekte und Immobilien, Bereich EMSR GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

3 Gebäudeautomation Gebäudebestand und Standorte Zahlen und Daten, Anforderungen und Bedienkonzepte Verwendete Systeme und deren Protokolle Systemstruktur Campus Nord und Campus Süd Die Projekte, Forschungshochleistungsrechner und Casino GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

4 Gebäudeautomation Campus Nord und Campus Süd KIT-Campus Nord KIT-Campus Süd GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

5 Zahlen und Daten, Systemphilosophie der Gebäudeautomation im Campus Nord Ca. 100 aufgeschaltete Gebäude mit Hardwaredatenpunkten und den unterschiedlichsten Anforderungen an die Automatisierungstechnik im komplexen Großforschungsbereich. Generationsübergreifende Gebäudeautomation mit einem modularen Automatisierungskonzept. Von der Analogtechnik bis zur freiprogrammierbaren DDC-Automationsstation. Aufschaltung von Meldungen über Feldbusmodule Can - Bus Handbedienebene Leitungstreiber P90 Ethernet MBE SCADA-System GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

6 Zahlen und Daten, Systemphilosophie der Gebäudeautomation im Campus Nord Intuitive Bedienphilosophie, an den MSR-Schaltanlagen über unabhängig in die Anlagentechnik eingebundene vollgrafische Bedienstationen (MBE) mit eigenen dezentralen Systemen. Integration von proprietären Busprotokollen über OPC Schnittstellen, sowie der Verwendung der BACnet-Standards, BACnet/IP, BACnet MS/TP, Profibus, Modbus, LON, KNX, SMI, Dali, M-Bus. Visualisierung auf dem GLT Proficy HMI/SCADA ifix 5.8- System, das eine bewährte Echtzeit Informations Management- und SCADA - Lösung bietet, die offen und flexibel skalierbar ist GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

7 Zahlen und Daten, Systemphilosophie der Gebäudeautomation im Campus Süd Bis zu 140 aufgeschaltete Gebäude und Hörsäle mit ca Hardwaredatenpunkten in einem anspruchsvollen und komplexen GA-System in dem die Automatisierungstechnik im Zusammenspiel mit dem Hörsaalmanagementsystem CAS alle Gebäudemanagementfunktionen des Universitätsbetriebs übernimmt. Generationsübergreifende Gebäudeautomation mit einem modularen Automatisierungskonzept. Intuitive Bedienphilosophie, an den MSR-Schaltanlagen, teilweise mit integrierter grafischer Bedienebene an der Automationsstation. Integration der gängigen Busprotokolle, wie auch die Verwendung der BACnet- Standards, BACnet/IP, BACnet MS/TP bis in die Feldebene. Visualisiert mit dem übergeordneten Managementsystem FIS#graph über einen Verbund aus proprietären MBE-Stationen zum Teil virtualisiert in VMware GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

8 Systemintegration Campus Nord und Campus Süd, Protokolle und Systeme KIT-Campus Nord KIT-Campus Süd GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

9 Systemstruktur Campus Nord und Campus Süd Proficy HMI/SCADA ifix 5.8 KIT-Campus Nord GLT MBE Ethernet GLT/OPC -Server Proprietäres Bussystem Telefonnetz DDC - System Hardwareaufschaltung: Betrieb, Störung Ext. Freigabe On/Off 0-10V Anforderung SCADA-System KIT-Campus Süd GLT - MBE Ethernet EDV - Netzwerk Ethernet -Switch Busaufschaltung: BACnet MS/TP FieldServer BACnet Router RS485, BACnet MS/TP DDC - System Hardwareaufschaltung: Als Notbedienebene, nur notwendige Aufschaltungen werden realisiert GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

10 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord Der neue Forschungshochleistungsrechner am KIT GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

11 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord Der neue Forschungshochleistungsrechner am KIT GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

12 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord Der neue Forschungshochleistungsrechner am KIT, eine hohe Rechenleistung und eine innovative Visualisierungstechnik für modernste Simulationsmethoden bietet der neue Forschungshochleistungsrechner ForHLR am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Er ermöglicht nicht nur Forscherinnen und Forschern aus ganz Deutschland, komplexe Probleme in neuen Dimensionen zu bearbeiten, sondern schafft auch im Bereich der Klimatisierung und Kühlung der Rechnerhardware neue Herausforderungen GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

13 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord Rechnerkühlung, Kühlung der Systemkomponenten durch Freie Kühlung GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

14 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord Der neue Forschungshochleistungsrechner am KIT, Kaltgang GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

15 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord CoolWall, Systemaufbau GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

16 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord Coolwall GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

17 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord CoolWall, durch den Einsatz von Wärmetauschemodulen wird die Trennwand zwischen Versorgungsinfrastruktur und IT-Raum zur Klimatisierung genutzt GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

18 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord Anlagentechnik GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

19 Neubau Rechenzentrum im Campus Nord Schaltanlage und Automationsstation GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

20 Neubau Casino, Campus Nord Energiekonzept, vor dem Hintergrund kurzer täglicher Betriebszeiten, wurde ein geringer Primärenergieeinsatz und ein ganzjähriger hoher thermischer Komfort bei niedrigen Betriebskosten angestrebt GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

21 Neubau Casino, Kommunikationsstruktur Technikzentrale Dachgeschoß Anlagenaufschaltung ISP 02 Lüftungszentrale RLT1 Gastraum OG RLT2 Ausgabe Essenzubereitung RLT3 Cafeteria RLT4 Küche Obergeschoß RLT5 Spülküche RLT6 Allgemeine Bereiche Rückkühler Kältemaschine Modbus Novanet Novanet Anlagenaufschaltung Technikzentrale Erdgeschoß Modbus Anlagenaufschaltung ISP 01 Heizungszentrale ISP 03 Kältemaschine GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

22 Neubau Casino, Campus Nord Technikzentrale Erdgeschoß GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

23 Neubau Casino, Campus Nord Technikzentrale Dachgeschoß GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

24 Systemintegration in der Gebäudeautomation Überblick Gebäudeautomation Integration der Automationssysteme Nutzung offener Kommunikationsstandards Hörsaalbelegungssystem und Gebäudeautomation GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

25 Überblick Gebäudeautomation Blau = Managementebene Rot = Feldebene (seriell / Ethernet) GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

26 Integration der Automationssysteme GLT-Systeme teilw. virtualisiert Schnittstellen / Gateways / Router Datenharmonisierung über (OPC) Schnittstellenkoppler GLT- Bedienstation Automationsebene GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

27 Nutzung offener Kommunikationsstandards Automationsebene mit unterschiedlichen, zum Teil proprietären Protokollen Schnittstellenkoppler zur Protokollumsetzung auf Ethernet MBE, verschiedene GLT-Systeme MBE, verschiedene Systeme in VMware und Hyper-V GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

28 Hörsaalbelegungssystem und Gebäudeautomation GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

29 Fragen/ Feedback GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR

30 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit! GLT-Anwendertagung Dipl.-Ing. Dietmar Nacke, Leiter EMSR / Ekkehard Post, Projektleiter EMSR