Folie 1

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Vorlesung Einführung in die Vertiefungsgebiete Te
il Gebäudesystemtechnik 2. Semester im
Bachelorstudiengang Elektrotechnik Prof. Dr.
Bernd Aschendorf Fachhochschule Dortmund FB
Informations- und Elektrotechnik
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• Gliederung
• Allgemeines
• Gebäude und Automation als System
• Vorlesungsübersicht
• Historie
• Heutiges Aufgabenspektrum
• Gebäudeklassifikation
• Gewerke
• Netzwerk/Verkabelung/Datenfluß
• Kostenbetrachtung
• Gebäudebussysteme
• Software/Projektierung
• Projektmanagement
• Automatisierungspyramide der Gebäudesystemtechnik
• Technische Gebäudeausrüstung
• Kommunikationstechnik
• Automatisierungstechnik
• Regelungstechnik

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Leit- ebene
Automationsebene
Feldbusebene
Automatisierungspyramide
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• Vorlesungen im Pflichtbereich
• Elektrische Gebäudesystemtechnik (mit Praktikum)
• Kommunikationstechnik (mit Praktikum)
• Technische Gebäudeausrüstung (mit Praktikum)
• Automatisierungstechnik
• Regelungstechnik
• Hard- und Softwareengineering
• Anwendungsmanagement
• Energieversorgung
• Betriebliche Praxis (Projekt)
• Vorlesungen im Wahlpflichtbereich
• Gatewaysysteme und Gebäudevisualisisierung
• Niedrigenergiehaus
• Facility Management
• Embedded Systems
• Europäischer Installationsbus (EIB)

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Historie
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Geschichte

• 1876 Weltausstellung Philadelphia, Bell stellt
  funktionsfähiges Telefon aus
• 1876 Edison erfindet das Kohlemikrophon
• 1878 Edison erfindet den Sprechapparat
• 1879 Edison erfindet die elektrische Glühlampe
• 1881 Weltausstellung in Paris, Vorstellung der
  Glühlampe
• 1882 Inbetriebnahme des New Yorker
  Elektrizitätswerkes
• 1887 Lüdenscheider Metallwerke produzieren
  elektrotechnische Artikel
• 1892 Firma F. W. Busch produziert
  Haus-Installationsmaterial
• 1899 Busch-Exzenterschalter erscheint am Markt
• 1904 Gründung Firma Kaiser Spelsberg,
  Schalksmühle
• 1904 Gründung Firma Vedder, Schalksmühle
• 1919 Gründung Firma Berker, Schalksmühle
• 1931 Gründung Firma Winkhaus, Schalksmühle
• 1934 Gründung Firma Vedder, Märkische
  Elektroindustrie, Schalksmühle

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Heutiges Aufgabenspektrum
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Umfang der Haus- und Gebäudeautomatisierung
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(No Transcript)
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Leit- ebene
Automationsebene
Feldbusebene
Automatisierungspyramide
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• Berufsbild des
• Planers
• Systemintegrators
• Gebäudesystem-Ingenieur
• Gewerke-Integrators

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Was macht der/die Ingenieur(in) ?
Berufs- perspektiven

• Gebäudesystemtechnik
• Bauindustrie
• Gebäudeausrüstung
• Architekturbüros
• Ingenieurbüros
• Planungsbüros
• Banken/Versicherungen (Bauauftraggeber)
• Komponentenfertigung

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Gebäudeklassifikation
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(No Transcript)
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Wohnungsbau (Einfamilien-, Zweifamilienhäuser, Eig
entumswohnungen)
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Wohnungsbau (Mehrfamilienhäuser,
Eigentumswohnungen)
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Zweckbau (Altersheim)
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Zweckbau mit mittlerer Größe (Bürohäuser, Hotels,
Verwaltungen)
24
Zweckbau mit großer Größe (Bürohäuser, Hotels,
Verwaltungen)
25
Frankfurter Welle
Zweckbau mit großer Größe (Bürohäuser, Hotels,
Verwaltungen)
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Gewerke
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(No Transcript)
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Funktionen des EIB
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Gewerkeübergreifende Projektmanagementbetrachtung
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Netzwerk/Verkabelung/Datenfluß
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(No Transcript)
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Heterogene Netzwerkstruktur (Ring, Baum, Linie)
Homogene Netzwerkstruktur (Linie als Backbone)
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Kostenbetrachtung
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Ausstattungsgrad 3 (3-Sterne)        
Lichtsteuerung Einzelraumsteuerung        
Lichtsteuerung mit Zentralfunktion        
Außenbeleuchtung über Helligkeitssensor        
Jalousiesteuerung Einzelraumsteuerung        
Jalousiesteuerung mit Zentralfunktion        
Anwesenheitssimulation         Netzfreischaltung
im Schlafzimmer
Ausstattungsgrad und Komfortanteile
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konventionelle Installation
Businstallation
Kostenbetrachtung
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Gebäudebussysteme
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Aus-Schaltung
Serien-Schaltung
Wechsel-Schaltung
Kreuz-Schaltung
Dimmer-Schaltung
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Trennung von Steuerung und Funktion (am Beispiel
des EIB)
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Trennung von Steuerung und Funktion (am Beispiel
des EIB)
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Übersicht über Gebäudebussysteme (Auswahl)
Zentrale Intelligenz SPS (zentral) PEHA
PHC Siemens LOGO Moeller Easy Siemens Simatic
S5 Siemens Simatic S7 (200) Siemens Simatic S7
(300) Phoenix Contact Interbus ISYGLT
Dezentrale Intelligenz Verteilte
Prozessoren Insta Funkbus Funkbus 433
MHz Funkbus 868 MHz Netzbus X-10 Döpke
Dupline EIB (twisted pair) EIB (Powerline) EIB
(RF) LON LCN homeputer SPS (dezentral) PEHA
PHC Siemens Simatic S7 (300) Siemens Simatic S7
(300) mit DP Siemens Simatic S7 (300) mit
ASI-Bus Phoenix Contact Interbus ISYGLT
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Software/Projektierung
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Controllerprogrammierung für EIB-Powerline
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PEHA-PHC-Systemsoftware
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Aus-Schaltung
PEHA-PHC-Systemsoftware einfachste
Programmiermöglichkeit mit Basisprogrammierung
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Aus-Schaltung
PEHA-PHC-Systemsoftware erweiterte
Programmiermöglichkeit mit Funktionsprogrammierung
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EIBA-Tool-Software (ETS) für EIB Programmierung
über Gruppen und Parameter
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Power-Project für EIB-Powerline Programmierung
über Gruppen und Parameter auf der Basis von
Adressen
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Programmierung einer Funktion über die Verbindung
von Objekten verschiedener Knoten bei LON
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Wechsel-Schaltung
Programmierung einer Funktion über die Verbindung
von Objekten verschiedener Knoten
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Programmierung und Parametrierung eines
LCN-Netzwerks (1)
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Projektmanagement
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1. Grundlagenermittlung 2. Vorplanung 3.
Entwurfsplanung 4. Genehmigungsplanung 5.
Ausführungsplanung 6. Vorbereiten zur Vergabe 7.
Mitwirken bei der Vergabe 8. Objektüberwachung,
Bauüberwachung 9. Objektbetreuung und
Dokumentation
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Planungszuständigkeiten und Schnittstellen Vom
Architekten werden für folgende Gewerke
Fachplaner hinzugezogen Heizung RLT
(Lüftung, Klima, Kälte) Sanitär
Elektrotechnik Aufzugs- und Fördertechnik
Sicherheit Brandmeldeanlagen und
Feuerlöschtechnik Rauch- und Wärmeabzugsanlagen
(RWA) und andere
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Planungsschritte bei Verwendung inhomogener
Kommunikationssysteme (1) In den
einzelnen Planungsphasen ist der MSR/GA-Planer
wie folgt eingebunden 1. Grundlagenermittlung
Die Fachplaner sind in dieser Phase selten oder
nie eingebunden. 2. Vorplanung Auf Basis der
Vorplanung der haustechnischen Gewerke (Heizung-,
Klima-, Sanitärtechnik usw.) entstehen die
ersten Anlagenschemata (skizzenhaft) mit grober
Funktionsbeschreibung. Die Hydraulik sollte in
Zusammenarbeit mit dem Gewerk Heizungstechnik opt
imiert werden, ebenso sollten Funktionen der
lufttechnischen Anlagen erläutert werden. 3.
Entwurfsplanung Die Anlagenskizzen der
Vorplanung werden nach Rück- sprache mit den
Gewerken optimiert und in Anlagenschemata und
Datenpunktlisten gemäß Richtlinie VDI 3814
umgesetzt. Die Erläuterung der Anlagenfunktionen
erfolgt in Form einer Anlagenbeschreibung.
Mögliche Standorte der Bauelemente mit ersten
Leistungsangaben sind als Anlagenübersicht
tabellarisch aufgeführt. 4. Genehmigungsplanung
Genehmigungsbedürftige Anlagen werden auf die
sicherheitsrelevanten Fragen der Baubehörden
abgestimmt, und Sicherheitsfunktionen werden
hervorgehoben.
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Planungsschritte bei Verwendung inhomogener
Kommunikationssysteme (2) 5.
Ausführungsplanung In diesem Abschnitt der
Planung werden folgende Schritte durchgeführt
Bearbeiten der Leistungsphasen 3 und 4 durch
stufenweise Erarbeitung und Darstellung der
Lösung, Überarbeiten der Datenpunkt- listen und
Anlagenschemata, Erstellen von Trassenplänen und
Angabe von Anlagenstandorten und
Leistungsdaten. 6. Vorbereitung der Vergabe
Anhand der in Punkt 5 erstellten Unterlagen
werden Massen ermittelt und ein
Leistungsverzeichnis erstellt. 7. Mitwirken bei
der Vergabe Angebote werden rechnerisch und
technisch auf ihren Inhalt überprüft und
fehlende Angaben eingefordert. Über- und
Untererfüllungen der ausgeschriebenen Technik
werden bewertet, um einen objektiven Vorschlag
für die Vergabe erstellen zu können.
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BCON
EIB / LON / LCN
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Ausschreibung Große Bauvorhaben Separate
Ausschreibungen für die jeweiligen Gewerke, wie
Heizung-, Klima-, Kälte-, MSR-, Sanitärtechnik
etc., werden durchgeführt. Auch die Leistungen
des Systemintegrators werden als Dienstleistung
ausgeschrieben und vergeben. Mittlere
Bauvorhaben Eine einzelfallbezogene Abwägung
zwischen den Vor- gehensweisen für große und
kleinere Bauvorhaben erscheint hier
angebracht. Kleinere Bauvorhaben Die
MSR-Technik wird jeweils den Einzelgewerken und
die Systemintegration demjenigen Einzelgewerk mit
dem größten Anteil an MSR-Technik zugeordnet.
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(No Transcript)
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Standardfunktionen in einem Büro
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• Objektüberwachung, Bauüberwachung (1)
• Gebäude ist in Entstehung begriffen
• Detailplanungen an Gebäudeautomationssystemen
  beginnen
• Exaktes Leistungsverzeichnis der Funktionen auf
  Feldbusebene,
• Automatisierungsebene und Leitebene
• Netzwerkkonzept
• Schnittstellendefinition zwischen den einzelnen
  Ebenen
• Stand der Technik beobachten
• Innovationsvorschläge bereithalten
• Pflichtenheft aus Leistungsverzeichnis ableiten
  und abstimmen
• Spätestens hier Demonstrationsumgebung
  vorbereiten
• Realisierungspflichtenheft (Detailplanung)
  ableiten
• Beginn der Arbeiten
• Grundausbau vorbereiten
• Einbau der Geräte (Festlegung der physikalischen
  Adressen zur Identifikation im Bussystem
• Applikationen (angepaßte Firmware in jedes Gerät
  laden)
• Geräte parametrieren
• Geräteobjekte (Funktionen) verknüpfen

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• Objektüberwachung, Bauüberwachung (2)
• Mieterausbau vorbereiten
• Achs- zu Raumzusammenfassung definieren
• Raumzugänge und Raumsteuerung definieren
• Geräte parametrieren (andere Mieteranforderungen
  ?)
• Geräteobjekte (Funktionen) verknüpfen
• Lokale Funktionen testen
• Übergeordnete Funktionen testen
• Sonderfunktionen vorbereiten (erst nach
  Baufertigstellung)
• Funktionen definieren
• Funktionen dokumentieren
• Funktionen realisieren
• Test und Abnahme der Anlage
• Einreichen der Datenbanken und Dokumentationen
• Überprüfung der lokalen Funktionen
• Überprüfung der übergeordneten Funktionen
• Überprüfung der Funktionalität der Leitebene

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• Objektbetreuung und Dokumentation
• Bereinigung von Fehlern
• Überarbeitung der Dokumentationen
• Fertigstellung
• Betrieb
• .

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Automatisierungspyramide der Gebäudesystemtechnik
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Leit- ebene
Automationsebene
Feldbusebene
Automatisierungspyramide
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Leit- Ebene Labview/BCON
Automationsebene Labview/BCON
Feldbusebene EIB
Automatisierungspyramide eines zentralen Systems
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Leit- Ebene Labview/BCON
Automationsebene Labview/BCON
Allgemein- bereichs- Funktionen (Gebäude)
Allgemein- bereichs- Funktionen (Liegenschaft)
Wet- ter- stati- onen
Be-schat-tung
Feldbusebene EIB
Lokale Achsen- Funktionen
Miet- bereichs- funktionen
Automatisierungspyramide eines zentralen Systems
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Leit- Ebene Labview/BCON
Automationsebene Labview/BCON
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Aufbereitung
Aufbereitung
Allgemein- bereichs- Funktionen (Gebäude)
Allgemein- bereichs- Funktionen (Liegenschaft)
Wet- ter- stati- onen
Be-schat-tung
Feldbusebene EIB
Lokale Achsen- Funktionen
Miet- bereichs- funktionen
Automatisierungspyramide eines zentralen Systems
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Leit- Ebene Labview/BCON
Visualisierung Bedienung Störmeldung
Automationsebene Labview/BCON
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Aufbereitung
Aufbereitung
Allgemein- bereichs- Funktionen (Gebäude)
Allgemein- bereichs- Funktionen (Liegenschaft)
Wet- ter- stati- onen
Be-schat-tung
Feldbusebene EIB
Lokale Achsen- Funktionen
Miet- bereichs- funktionen
Automatisierungspyramide eines zentralen Systems
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Leit- Ebene Labview/BCON
Visualisierung Bedienung Störmeldung
Automationsebene Labview/BCON
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Aufbereitung
Aufbereitung
Dokumentierte Schnittstelle
Allgemein- bereichs- Funktionen (Gebäude)
Allgemein- bereichs- Funktionen (Liegenschaft)
Wet- ter- stati- onen
Be-schat-tung
Feldbusebene EIB
Lokale Achsen- Funktionen
Miet- bereichs- funktionen
Automatisierungspyramide eines zentralen Systems
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Leit- Ebene Labview/BCON
Datenfluß zur Auto- matisierungsebene und
Visualisierung
Visualisierung Bedienung Störmeldung
Automationsebene Labview/BCON
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Aufbereitung
Aufbereitung
Dokumentierte Schnittstelle
Allgemein- bereichs- Funktionen (Gebäude)
Allgemein- bereichs- Funktionen (Liegenschaft)
Wet- ter- stati- onen
Be-schat-tung
Feldbusebene EIB
Lokale Achsen- Funktionen
Miet- bereichs- funktionen
Automatisierungspyramide eines zentralen Systems
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Datenfluß zur Automatisierungs- Ebene und
Visuali- sierungsebene
Leit- Ebene Active X
Visualisierung Bedienung Störmeldung
2. Schnittstelle OPC Datenpunkt- basierend
Dokumentierte Schnittstelle EIB-Node lt-gt OPC
Automationsebene EIB-Node (Netzwerk)
Aus- wer- tung
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Zeit- funk- tionen
Aufbereitung
Aufbereitung
1. Schnittstelle EIB-Node gruppenadressen- basie
rend
Dokumentierte Schnittstelle EIB lt-gt EIB-Node
Allgemein- bereichs- Funktionen (Gebäude)
Allgemein- bereichs- Funktionen (Liegenschaft)
Wet- ter- stati- onen
Be-schat-tung
Feldbusebene EIB
Lokale Achsen- Funktionen
Miet- bereichs- funktionen
Automatisierungspyramide eines dezentralen Systems
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Technische Gebäudeausrüstung
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Kommunikationstechnik
83
Automatisierungstechnik
84
Regelungstechnik
85
Hard- und Softwareengineering
86
Energieversorgung
87
Anwendungsmanagement