Bill Gates nimmt E-Home-Technik in Betrieb. Haus der Gegenwart: Beckhoff Home Automation steuert das intelligente Haus

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1 Haus der Gegenwart: Beckhoff Home Automation steuert das intelligente Haus Das intelligente Haus birgt noch verborgene Potenziale für Architekten, Bauunternehmer, Wohnungsbaugesellschaften und letztlich natürlich auch für die Bewohner. Was bisher als interessante Zukunftsvision galt, ist im Haus der Gegenwart Wirklichkeit geworden. Dabei basiert das Steuerungskonzept im Haus der Gegenwart auf Standardautomatisierungskomponenten von Beckhoff, die alle IT-Standards, wie Microsoft-Betriebssysteme, Ethernet-Anschluss sowie on-board mitbringen. Bill Gates nimmt E-Home-Technik in Betrieb Am 31. Januar 2005 nahm Bill Gates, Chairman und Chief Software Architect der Microsoft Corporation, die E-Home-Technik im Haus der Gegenwart in München in Betrieb. Das Projekt, moderne Formen des Zusammenlebens zu entwerfen, wurde von der Süddeutschen Zeitung, der Bayerischen Hausbau, der Fördergesellschaft Landespflege Bayern und der Bundesgartenschau München ins Leben gerufen. Als federführender Partner beteiligte sich Microsoft an der E-Home-Installation und stellte für das Haus der Gegenwart seine Softwaretechnologie als Infrastruktur zur Verfügung. Das Haus der Gegenwart ist das erste vernetzte Heim in Europa, unter Beteiligung von Microsoft. Unterstützt wurde Microsoft dabei von Partnern, wie beispielsweise Beckhoff, für die intelligente Gebäudesteuerung. Die PC- und Ethernet-basierte Steuerungslösung von Beckhoff ist, aufgrund der offenen Schnitt- stellen, die auf IT- und Windows-Standards basieren, von Haus aus bestens für die Gebäudetechnik geeignet. Ethernet-Netzwerk als Kommunikationsbasis Alle für die Hausautomatisierung benötigten Datenpunkte werden direkt an das Beckhoff Busklemmensystem angeschlossen. Via Ethernet sind die dezentral im Haus verteilten I/O-Stationen mit der zentralen PC-Steuerung vernetzt. Die Steuerung übernimmt ein Beckhoff Embedded-PC CX1000 mit Windows CE. Dabei wird das Standard-Ethernet-Netzwerk sowohl für PC, Telefon und Entertainment als auch als Bussystem für die Gebäudesteuerung genutzt. Ein zweites Subsystem entfällt. Ein weiterer Beckhoff Industrie-PC, in Form eines 19-Zoll-

2 Im Kurzinterview mit Ronald Heinze, Chefredakteur der building & automation, berichtet Geschäftsführer Hans Beckhoff über die Beckhoff Home Automation. Ihr Unternehmen hat großen Erfolg in der Maschinenautomation. Wie kamen Sie zur Gebäudeautomation? Hans Beckhoff: Wir setzen schon immer auf offene Automatisierungssysteme auf Basis der PC-kompatiblen Steuerungstechnik. Darauf beruht der Erfolg unseres Unternehmens. Im Bereich der Maschinenautomation haben wir damit Marktstrukturen aufgebrochen. Wir sind überzeugt, dass dieser Paradigmenwechsel nun auch die Gebäudeautomation erreicht. Inzwischen konnten wir bereits viele Gebäudeprojekte mit unserer Technologie gewinnen und erfolgreich zum Abschluss bringen. Zudem haben wir aus unserer Gründungsphase einen handwerklichen Hintergrund und auch heute noch liegt hier ein Arbeitsgebiet von uns. Somit passt die Gebäudeautomation ideal zu uns. Und es ist kein Zufall, dass dieser Bereich heute bereits einen hohen einstelligen Anteil unseres Gesamtumsatzes ausmacht mit wachsender Tendenz. Bei der Besichtigung der intelligenten Haustechnik im Haus der Gegenwart präsentierte Beckhoff-Geschäftsführer Hans Beckhoff Bill Gates das Herzstück der E-Home-Technik, den Embedded-PC CX1000 mit Windows CE Betriebssystem. Hans Beckhoff: Unsere PCund Ethernet-Steuerungslösung ist eine ideale Plattform für die Gebäudeautomatisierung. Ein modernes Wohnhaus braucht integrierte IT-, Medien- und Steuerungsfunktionen, die mit Hilfe unserer Windows-basierten PC-Control-Technologie, im Zusammenspiel mit dem Microsoft-Media-Center-PC, sehr benutzerfreundlich und auch preiswert bereitgestellt werden. Unsere Busklemmen bilden hierbei das praxisgerechte Interface zur realen Welt der Hauselektrik. Einbau-PCs vom Typ C5102, ausgestattet mit Windows XP, fungiert als zentraler Gebäudeserver, der alle weiteren Softwaremodule der Partner sowie alle für die Gebäudesteuerung relevanten Daten koordiniert. Vier im Haus verteilte Beckhoff Control Panel ermöglichen die Darstellung und Bedienung aller Gebäudefunktionen. Über die Touchscreen-Oberfläche können Nachrichten per SMS, Video, Voice- oder abgerufen werden. Die Control Panel sind via Ethernet-Anschluss mit ins Netzwerk integriert. Softwareseitig ist die Automatisierungssoftware TwinCAT die Schaltzentrale der Hausautomation. Je nach Hardware und Anwendung kommen dabei die Betriebssysteme Windows XP, Windows CE oder die neue Windows XP Media Center Edition zum Einsatz. TwinCAT dient als Editor zum komfortablen Erstellen der Anwendersoftware. Dem Anwender stehen Softwarebausteine für alle gebäudetechnischen Funktionen zur Verfügung. Mit den offenen Schnittstellen können alle weiteren Softwaremodule gekoppelt werden, um die Kommunikation zwischen Gebäudeserver, Steuerungsrechnern und Sensorik/Aktorik über Ethernet zu ermöglichen. Die Steuerungsfunktionen erfolgen entweder im Hintergrund oder nach persönlicher Konfiguration des Anwenders. Wie kam die Zusammenarbeit mit Microsoft zustande? Hans Beckhoff: Mit Microsoft pflegen wir bereits eine lang anhaltende Zusammenarbeit auf verschiedenen Arbeitsgebieten. Dabei entstand ein hohes Vertrauen auf beiden Seiten. Unser erstes Ethernet-basierendes Projekt in der Gebäudeautomation war das Microsoft-Headquarters in München, das vor fünf Jahren zum Abschluss kam. Heute bildet unsere Windows-basierte PC-Control-Technologie, im Zusammenspiel mit dem Microsoft-Media-Center-PC, ein leistungsfähiges Paket für das E-Home, mit welchem sich viele Projekte realisieren lassen. Das Haus der Gegenwart wird zusätzlich eine Katalysator-Funktion für diese Technologie im Bereich der Home Automation übernehmen. Meinen Sie wirklich, dass sich davon private Hausbauer überzeugen lassen? Hans Beckhoff: Ja natürlich, hier entsteht nun sehr rasch ein interessanter Markt. Wie überall wird es auch in der Home Automation so genannte early adopters geben, die auf modernen Komfort nicht verzichten wollen. Nicht zuletzt über die Preisentwicklung hält dann diese Technologie Einzug in den Breitenmarkt. Wir wollen in erster Linie Elektroplaner und Architekten erreichen, aber auch die Bauherren. Der Konsument muss den Nutzen erkennen können. Weitere Ansprechpartner sind Wohnungsgesellschaften, die einen Mehrwert für ihre Häuser und Wohnungen bieten wollen, zum Beispiel in Hinblick auf betreutes Wohnen. Welche Rolle spielen die Elektrohandwerksbetriebe in Ihren Planungen? Hans Beckhoff: Eine wichtige, denn wir sind überzeugt, dass diese Technologie Elektrohandwerksbetrieben neue Marktchancen eröffnet. Sie können sich damit neue Betätigungsfelder aufbauen. Deswegen werden wir auch ein Starter-Kit vorbereiten, das einen leichten Zugang zu dieser Technologie ermöglicht und ergänzend zum Windows Media Center zum Einsatz kommen kann. Dazu gibt es Software-Optionen, zum Beispiel für Beleuchtungs- oder Security-Anwendungen, in Zusammenarbeit mit den Partnern des Projekts.

3 TwinCAT, als zentrale Steuereinheit, realisiert die Kommunikation mit dem Messaging-System (Voic , ) von Tobit Software, der Front-End-Bedienung von 3Soft sowie der Zutrittskontrolle von Scemtec Automation. Die Einbindung des Lichtmanagementsystems von TridonicAtco erfolgt mit DALI-Technik über das Busklemmensystem. Alle Datenpunkte in einem System Die im Haus verteilten Busklemmenstationen zur Aufnahme der Datenpunkte sind entweder mit Ethernet-Buskoppler oder Embedded-PC ausgestattet. Die große Anzahl verschiedenster Busklemmen ermöglicht die Anbindung der gesamten Sensorik und Aktorik im Haus der Gegenwart; sensorseitig sind dies u. a.: Taster für die Lichtsteuerung Bewegungs- und Präsenzmelder Fenster- und Türkontakte Wetterstation zur Erfassung der Klimadaten (Niederschlag, Wind, Helligkeit, Luftfeuchte, Außentemperatur) Raumtemperatur Energieverbrauchsmessung für Wasser und Strom Auf der Aktorseite werden folgende Geräte angesteuert: Schalten und Dimmen von Beleuchtung und Steckdosen (auch im Garten) Steuern und Regeln der Beleuchtung über DALI-Bussystem Regelung der Heizung und Lüftung Ansteuerung der Rollläden, Jalousien, Fenster- und Türantriebe Steuerung der Gartenbewässerung, Teichpumpen Zutrittsystem zur elektronischen Identifizierung der Bewohner Stör- und Notrufmeldungen aller Art Alle Informationen können auf beliebigen Medien-PCs und Bedienpaneln abgerufen werden bzw. Meldungen generieren via oder SMS. Da die PC-Steuerung beliebig programmierbar ist, sind die möglichen Funktionalitäten nahezu unerschöpflich. Das Haus der Gegenwart ermöglicht beispielsweise verschiedene Grundszenarien für Licht, Jalousie und Klima für Tag, Nacht, Wochenende, Veranstaltungen etc. Beleuchtung, Raumtemperatur oder Hintergrundmusik werden gemäß Voreinstellung automatisch den persönlichen Vorlieben angepasst. Die Gebäudesteuerung denkt mit Das vernetzte Haus bietet aber keineswegs nur Komfort und bequeme Bedienung; auch die Kostensenkungen durch Optimierung des Energieverbrauches sowie die Sicherheit sind wichtige Argumente. Mittels der Beckhoff-Steuerung lassen sich die elektrischen Energieverbraucher den äußeren Bedingungen anpassen. Beispielsweise kann die Heizung nachts automatisch heruntergeregelt bzw. tagsüber, bei geöffnetem Fenster, ausgeschaltet werden. Dabei denkt das Haus auch daran, welcher Bewohner sich in ihm aufhält. In Verbindung mit Präsenz-

4 Haus der Gegenwart meldern kann die Beleuchtung automatisch abgeschaltet und die Heizung absenkt werden. Eine übliche Heizungs-Nachtabsenkung wird so automatisch der jeweiligen Nutzung angepasst und nicht, wie bisher, zeitabhängig geschaltet. Je nach Wetterlage lassen sich Licht und Temperatur automatisch nachregeln. Dabei wird nicht nur, wie bisher üblich, die Helligkeit verändert sondern, je nach Tageszeit und persönlichem Empfinden, die Farbtemperatur angepasst und so für eine besonders angenehme Wohnraumbeleuchtung gesorgt. Dies kann je Bewohner spezifisch eingestellt werden. Im gleichen Zuge werden Energiekosten minimiert. Der Energieverbrauch wird kontinuierlich gemessen und über die Control Panel im Haus angezeigt. Das gesamte Haus kann somit auch energiegeführt gesteuert werden. Über entsprechende Sensoren lässt sich auch die Luftqualität im Raum erfassen und das Klima anpassen. Auch das sonnenstandsabhängige Nachführen der Jalousien ist möglich. Dabei werden die Jalousien im Verbund mit Temperatur, Tageslicht und Beleuchtung exakt gesteuert, sprich nicht nur hoch und herunter gefahren, sondern exakt im Winkel positioniert. Auch im Bereich Sicherheit bietet Home Automation eine Fülle von Vorteilen, wie z. B. die automatisierte Zutrittskontrolle oder die Anwesenheitssimulation. Kontakte an Türen und Fenstern melden im Haus der Gegenwart bei unerlaubtem Zutritt standardmäßig Einbruch via SMS oder auf der persönlichen, geschützten Webseite. Beim Verlassen des Gebäudes werden automatisch alle dafür vorgesehenen Verbraucher, wie Herd oder Bügeleisen, zentral abgeschaltet. Zeitabhängig können nachts die Türen verriegelt werden. Kann man das Haus der Gegenwart bauen? Man kann! Im Jahr 2001 lud das SZ-Magazin renommierte Architekten aus dem In- und Ausland zu einem Architekturwettbewerb ein: Gesucht wurde das Haus der Gegenwart. Ein Wohnhaus am Stadtrand einer mitteleuropäischen Großstadt für vier Personen, mit einer Nutzfläche von etwa zweihundert Quadratmetern, auf einem Grundstück von fünfhundert Quadratmetern, zu einem Preis von zirka Euro für die reinen Baukosten. Realisiert wurde der Entwurf von Allmann Sattler Wappner Architekten aus München auf dem Gelände der Bundesgartenschau 2005 in München. Wirtschaftliche und rechtliche Trägerin ist die gemeinnützige Haus der Gegenwart ggmbh. Gesellschafter sind die Magazin Verlagsgesellschaft Süddeutsche Zeitung GmbH, die Bayerische Hausbau GmbH und die Fördergesellschaft Landespflege Bayern e.v. Das Haus der Gegenwart wird auf einem von der Landeshauptstadt München überlassenen Grundstück bis Frühjahr 2005 fertig gestellt und anschließend für Forschungs-, Bildungs- und Kulturveranstaltungen genutzt. Zweck und Unternehmensgegenstand des Hauses der Gegenwart und der Haus der Gegenwart GmbH ist u. a. die Förderung der Forschung über zeitgerechtes Wohnen.

5 DALI Internet/Standleitung Netzwerk-Router Ethernet TCP/IP E-Home-Controller CX1000, Windows CE WLAN PDA, Windows CE Voice-over-IP ISDN Telefon/Fax Mobile Kamera Beckhoff Ethernet-Panel, Windows XP Embedded Ethernet-Kamera HF-Punkt NF-Punkt TV-Gerät, Beamer Windows XP Media Center Edition Zutritts-Key DVI/USB I/O-Stationen TV-Karte Radio (USB) GPRS Internet E-Home-Server Windows Server 2003 Audio-, Video- und Messaging-Server Bedienoberfläche HTML Auto-Fernbedienung Web-Portal Im Bereich Building Automation wird die universelle Beckhoff-Steuerungstechnik, sowohl in industriellen Büro- und Produktionsgebäuden, als auch zur Automatisierung von Wohnhäusern, verwendet. Die Partner der Haus-der- Gegenwart-Automatisierung Vernetztes Haus schon Stand der Technik Das Haus der Gegenwart verbindet moderne Architektur und Lifestyle der Zukunft mit heute erhältlicher, intelligenter Technik. Und genau darin in der Verwendung schon am Markt eingeführter Standardprodukte unterscheidet sich das Haus der Gegenwart von ähnlichen Projekten, die neueste Prototypen aus den Entwicklungsabteilungen nutzen. Georg Schemmann, bei Beckhoff Leiter des Bereiches Building Automation: Mit der Home Automation im Haus der Gegenwart wollen wir in erster Linie zeigen, was heute schon mit Standardkomponenten möglich ist. Die Zielgruppen, die wir mit diesem Projekt ansprechen möchten, sind Wohnungsbaugesellschaften, die mit der genannten Technik einen Mehrwert für ihre Häuser und Wohnungen bieten können sowie Privatleute, die die Technik durch den Fachhandel installieren lassen wollen. Für den Bereich der intelligenten Haustechnik sind, neben Microsoft und Beckhoff, weitere Technologiepartner an der Umsetzung beteiligt: Die Firma Tobit Software integriert als universeller Messaging-Spezialist nicht nur das elektronische Nachrichtenwesen, sondern sorgt auch für gute Unterhaltung durch die Bereitstellung multimedialer Inhalte. 3Soft gestaltet die ergonomische Bedienoberfläche, welche die Steuerung des Hauses auch mittels der TV-Fernbedienung ermöglicht. Den letzten Schliff in Bezug auf Grafik und Ergonomie erhält die Bedienoberfläche vom Design-Spezialisten A3plus. Mit Hilfe der Funktechnik von Scemtec Automation öffnen sich Türen berührungslos und Nachrichten erreichen Personen dort, wo sie sich gerade aufhalten. Nicht zuletzt sorgt TridonicAtco dafür, dass via DALI-Technik alles ins rechte, digital gesteuerte Licht gesetzt wird. Haus-der-Gegenwart-Automatisierung: