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4 Bussysteme in der Gebäudeautomation Bei den Systemen EIB/KNX, LON und LCN handelt es sich um Bussysteme zur Gebäudeautomation, die sich in Verbreitung, Konfiguration und Aufbau unterscheiden. Sie sind die gebräuchlichsten Systeme auf dem Markt. EIB/KNX 1996 wurde durch drei europäische Organisationen (BCI, EIBA, EHSA) ein gemeinsamer Standard für die Anwendung von Gebäudeautomation im gewerblichen Bereich und im Wohnungsbau entwickelt. Dieser erhielt die Bezeichnung Europäischer Installationsbus (EIB). Von 2002 bis 2003 wurde dieses System modifiziert, ging unter der Bezeichnung KNX auf den europäischen Markt und wurde unter EN in die europäischen Normen übernommen. KNX ist der einzige offene weltweite Standard mit dem Vorteil, dass eine Vernetzung von unterschiedlichen Herstellern und deren Produkten möglich ist. Aufbau des Systems Der Aufbau dieses System besteht aus so genannten Teilnehmern, die sich in zwei Gruppen unterscheiden: 313

5 Sensoren (z. B. Taster, Thermostate, Fühler, Sensoren, Windmesser) Sensoren nehmen eine physikalische Größe auf, wandeln diese in eine busfähige Information um und geben sie als Telegramm an das Busnetz weiter. Aktoren (z. B. Energiesteuerung, Schaltrelais, Licht, Jalousien) Telegramme, die von Sensoren in das Busnetz eingestellt werden, werden von Aktoren empfangen. Diese wandeln die Information in physikalische Größen um und lösen eine Funktion aus. Verbindung Die Verbindung aller Module erfolgt über eine Busleitung. Da jedes Gerät (Sensor oder Aktor) über ein Mikrochip verfügt, die untereinander kommunizieren, fehlt im Aufbau eine Zentrale, da diese nicht notwendig ist. Die Kleinspannungsversorgung und etwaige Koppler versorgen und verbinden das System. Die Zuordnung einzelner Elemente kann zentral an einem gemeinsamen Standort, aber auch dezentral an unterschiedlichen Standorten erfolgen. Mindestanforderung Ein komplettes System beinhaltet Busankoppler, eine Anwenderschnittstelle sowie ein Anwendungsmodul. Befehlsstruktur Die Sensoren und Aktoren werden über eine Software parametriert und erhalten damit ihre Funktion. Die Befehle, die 314

6 durch die Sensoren gegeben werden, gehen als Telegramme durch den BUS. Jeder Aktor, der für dieses Telegramm bestimmt ist, führt somit den Schaltbefehl aus. So können die Befehle und Funktionen in einem BUS vernetzt werden. Anbindung an andere Systeme Anbindungsmöglichkeiten an zusätzliche dezentrale Systeme bestehen bereits für Heizungsanlagen, Haushaltsgeräte, Brandmeldungen und Einbruchsmeldungen. Weiterentwicklungen Weiterentwicklungen dieses Systems dienen auch zur Energieerfassung und deren Visualisierung. So ist heute bereits eine Vielzahl von Steuerungen und Programmen realisierbar, z. B. zur Steuerung des Energieverbrauchs im Wohnungsbau, in öffentlichen Gebäuden und in Industriebereichen, Ansteuerung und Auswertung erneuerbarer Energiesysteme, IP-Steuerung, LED-Steuerung, Audio-Video-Steuerung, WLAN-Steuerung, Steuerung der Sicherheits- und Gebäudeüberwachung, Steuerung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, Steuerung von Haushaltsgeräten (Herd, Waschmaschine etc.), Steuerung des Sonnenschutzes sowie Anwendungen im betreuten Wohnen. 315

7 Da das System über eine dezentrale Intelligenz verfügt, entsteht eine hohe Betriebssicherheit. Bei Störungen einzelner Teilnehmer wird nicht das gesamte System gestört. Struktur Die kleinste Einheit einer KNX-Anlage ist eine Linie. Diese kann aus bis zu 64 Teilnehmern bestehen. Jede Linie benötigt eine Spannungsversorgung. Die Anordnung sollte immer im Lastmittelpunkt stattfinden. Leitungsinstallation Bei der Leitungsinstallation können Knotenpunkte geschaffen werden. Eine rein lineare Verlegung als geschlossener Ring ist nicht möglich. Bei einer Bauteilanordnung mit zentralem Charakter muss der Aufwand für die Verlegung der Energieleitungen berücksichtigt werden. Bei der Installation innerhalb von Verteilern muss auf einen ausreichenden Abstand zwischen Busader und der Netzspannungsader von mindestens 4 mm geachtet werden. Bei der Installation sollten reine Busleitungen in 2 x 2 x 0,8 mm 2 verwendet werden, um eine fehlerfreie Datenübertragung und hohe Störsicherheit zu gewährleisten. Leitungslänge und Erweiterungen Die maximale Leitungslänge zwischen zwei Teilnehmern darf nicht mehr als 700 m betragen. Eine Leitungslänge für eine Linie sollte nicht mehr als 100 m betragen. Bei Überschreitung dieser Längen ist eine gesicherte Telegrammübertragung nicht mehr gewährleistet. 316

8 Anbindung nach außen Brandschutzeinrichtungen EIB RS232 Datenschnittstelle Schalter Tastsensor Alarmeinrichtungen Visualisierung und Bedienung lx, PIR 110cm 1 Bewegungsmelder Haushaltsgeräte Monitor Infodisplay M Motoren und Beleuchtung Heizungsanlagen 1 C Schaltaktor Temperatursensor Dimmen von Leuchten Dimmaktor Dämmerungsoder Sonnenmelder 1 Helligkeitssensor lx Heizungsanlagen/ Solarthermie BR RTR x 1 Heizungsaktor Wetterstationen W R 1 Kombi Wettersensor Stellantriebe M M Stellantrieb Bild 1: Grundstruktur einer KNX-Anlage und Möglichkeiten zur Ansteuerung (Quelle: Burmeister) 317

9 Erweiterungen der Linien sind jedoch durch Linienkoppler oder Linienverstärker möglich. Somit ergeben sich für eine Hauptlinie 15 Unterlinien, die im Ausbau pro Linie 64 Teilnehmer haben darf. Insgesamt sind mit dem daraus resultierenden Grundaufbau 960 Teilnehmer möglich. Erweitert man wiederum die Linien übergeordnet mithilfe von Bereichskopplern über eine Bereichslinie (Backbone), so ist ein Ausbau auf bis zu Teilnehmer möglich. Die Verbindung aller Linien erfolgt dann über eine Gateway- Schnittstelle. Eine weitere Erweiterung besteht aus Linienkopplern und Linienverstärkern. So kann jede Linie drei Linienverstärker aufnehmen. Die Unterlinien können wiederum jeweils 64 Teilnehmer aufnehmen. So kann eine Linie mit Unterlinien bis zu 255 Teilnehmer haben. Dadurch kann ein EIB/ KNX-Netz aus insgesamt Teilnehmern bestehen. Datenübertragung Wie bereits erwähnt, besteht die Datenübertragung aus einem Datentelegramm. Telegramme bestehen aus digitalen Zeichen, die einen festgelegten Code besitzen. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt Bit/s bzw. Baud. Die Übertragungszeit liegt zwischen 20 und 40 ms und besteht aus freier Buszeit t1, Telegramm, freier Buszeit t2 sowie der Quittierung des Telegramms. Sollte eine Quittierung ausbleiben oder fehlerhaft erfolgen, wird dieses Signal bis zu dreimal wiederholt und bei nicht erfolgter Rückmeldung als Fehler im System quittiert. 318

10 LON LON steht für Local Operation Network und wurde um 1990 in Amerika entwickelt. Die Grundidee bestand darin, einen Mikroprozessor für alle Geräte zu entwickeln, die mit ein und derselben Schnittstelle kommunizieren können. Damit sollte eine dezentrale Intelligenz in einem Netzwerk geschaffen werden wurden die Netzwerkprotokolle offengelegt und wurden damit für alle zugänglich. Die Netzwerktechnologie steht weltweit allen Produzenten zu den gleichen Bedingungen zur Verfügung. So ergibt sich ein Händler- bzw. Produzentennetz aus weit über Firmen, die Steuerungen auf der Basis der LON-Technik produzieren und vertreiben. Wie bei KNX überwacht auch bei LON ein Gremium die Kompatibilität der Geräte. Durch dieses werden Standards festgesetzt und Aktualisierungen beschlossen. Begriffe Anwendungen bzw. Netzanwendungen (Application): Dies ist das System mit dem dazugehörenden Übertragungsverfahren zur Unterstützung der nachrichttechnischen Verkabelung. Brücke (Bridge): Geräte zum Verbinden mehrere Segmente auf der physikalischen Schicht und der Datenverbindungsschicht Breitband (Broadband): Signale über einer großen Bandbreite, wie z. B. Videoübertragungen BUS (Bus): ist ein gemeinsamer Übertragungsweg zur Verbindung aller Segmente oder Module 319

11 Übertragungsstrecke (Channel): stellt den vollständigen Übertragungsweg dar, der zwei beliebige Einrichtungen miteinander verbindet Verteiler (Distribution Board): ist eine Baueinheit, in der Sicherungen, Schaltgeräte, Einspeisungen und Module intern verknüpft werden und in der die Abgangsstromkreise zugeordnet werden Übergabebox (Handover Box): sind in der Regel Schnittstellen zwischen zwei Netzwerken, die sich in unterschiedlichen Gebäuden befinden Schnittstelle (Interface): Verbindung mittels Kabel zwischen Netzwerken und anwendungsspezifischen Geräten Linienkoppler (Line Coupler): sind Verbindungselemente zwischen zwei verschiedenen Übertragungslinien innerhalb einer logischen Gesamtstruktur Multimedia (Multimedia): der Einsatz mehrerer unterschiedlicher Medien Einsatzbereiche Bisher wird die LON-Technologie überwiegend im industriellen Bereich verwendet. Hier ist besonders die Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HKL) zu nennen. Im Bereich der Haus- und Gebäudetechnik findet LON heute noch kaum Verwendung; grundsätzlich ist der Einsatz aber durchaus möglich. Die Stärken bestehen hier in der Steuerungstechnik sowie in der Mess- und Regeltechnik. LON eignet sich für den Aufbau und den Betrieb leistungsfähiger und vor allem weit verzweigter dezentraler Netze. Dabei ist die Topologie des Netzwerks frei wählbar. Der Aufbau des Netzwerks ist als Linie mit oder ohne Stichleitungen, als Ring oder als Stern ausführbar. 320

12 Bestellmöglichkeiten Das Baustellenhandbuch der Elektroinstallation Für weitere Produktinformationen oder zum Bestellen hilft Ihnen unser Kundenservice gerne weiter: Kundenservice Telefon: / service@forum-verlag.com Oder nutzen Sie bequem die Informations- und Bestellmöglichkeiten zu diesem Produkt in unserem Online-Shop: Internet FORUM VERLAG HERKERT GMBH, Mandichostraße 18, Merching, Tel.: (08233) , service@forum-verlag.com, Internet: