Der Bus im Feld

 

Die offenen Bussysteme sind die interessanten Kommunikationssysteme, denn im Zeitalter der Vernetzung sind sie nicht nur modern, sondern auch nützlich für den Datenaustausch. Im Universum der Gebäudeautomation ist ein herstellergebundenes, geschlossenes System wie eine abgeschottete Sternenkonstellation – kein Zugang, kein Austausch, die Zusammenarbeit gestaltet sich schwierig. Mit offenen Systemen dagegen lassen sich unterschiedliche Gewerke zusammenschalten, was nicht nur technische, sondern auch wirtschaftliche Vorteile birgt – für die interstellare Gemeinschaft im Allgemeinen und für Liegenschaftsbetreiber im Besonderen.

Dazu gehören die folgenden Systeme, die von eigenen Konsortien standardisiert wurden und weiter an aktuelle Erfordernisse angepasst werden:

  • Das auf der Feldebene am meisten genutzte Bussystem ist der Konnex-Bus KNX, der Nachfolger des Europäischen Installationsbusses EIB. Dieser Standard überträgt Daten auf verdrillten Zweidrahtleitungen, aber auch via Funk oder IP (Internet-Protokoll). Als dezentrale Technologie wird KNX vor allem in der Raumautomation verwendet.

  • Der Feldbus-Standard LON (Local Operating Network) mit dem Kommunikationsprotokoll LonTalk gehört weltweit zu den beliebtesten Technologien in der Gebäudeautomation. Er ermöglicht gewerkeübergreifende Vernetzung und bringt große Flexibilität für das Gesamtsystem.

  • DALI (Digital Addressable Lighting Interface) ist ein probates Bussystem für die Installation, Steuerung und Kommunikation aller Komponenten einer Beleuchtungsanlage. Damit lassen sich in kompletten Gebäuden beispielsweise Lichtfarben einstellen oder Leuchtkörper dimmen, auch komplexe Beleuchtungssteuerung ist möglich.

  • Der CAN-Bus (Controller Area Network) dient dem kabelbasierten, digitalen Datenaustausch. Der Standard bildet die Basis für CANopen, ein Protokoll für die moderne Automatisierungstechnik. Es wird in Deutschland und Europa häufig für die Kommunikation zwischen Feldgeräten und Leittechnik angewendet.

  • Ethernet wurde ursprünglich als Verkabelungstechnik für Soft- und Hardware in einem lokalen Netzwerk (Local Area Network – LAN) eines Gebäudes entwickelt, kann aber auch große Netzwerke verbinden (Wide Area Network – WAN). Als leistungsfähiger Standard für die Datenübertragung im industriellen Bereich (Industrial Ethernet) wird er auch in der Gebäudeautomation verwendet.

  • Der M-Bus (Meter-Bus) wird im Feld eingesetzt, um Verbrauchsdaten zu erfassen. Er arbeitet nach dem Anfrage-Antwort- oder Master-Slave-Prinzip, die Kommunikation wird über Spannungsmodulation organisiert. Bei weitläufigen Liegenschaften können die einzelnen Komponenten durch eine Ethernet-Infrastruktur miteinander verbunden werden.

  • Der Modbus stammt aus dem Bereich der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Dem Standard wurde eine Client-/Server-Architektur zugrundegelegt: Der Client – z.B. ein PC – kann mit mehreren Servern – etwa Mess- und Regelsystemen – kombiniert werden. Dafür lassen sich serielle Schnittstellen oder Ethernet einsetzen.

  • Mit Profinet lassen sich verteilte Steuerungselemente mit einer zentralen Steuerung verknüpfen. Der offene Industrial-Ethernet-Standard definiert die dezentralen Feldgeräte als IO-Device (Input/Output), die von einem IO-Controller gesteuert werden. Für den Datenaustausch lassen sich unterschiedliche Merkmale definieren.

  • Der OCF-Standard wird aktuell entwickelt, um der klassischen Gebäudeautomation die Wege in die Zukunftsfähigkeit zu ebnen. Derzeit erarbeiten circa 500 Mitglieder der OCF-Industriegruppe (Open Connectivity Foundation) Spezifikationen und ein Zertifizierungsprogramm für Geräte, die im Internet of Things (IoT) miteinander agieren können.

  • MQTT (Message Queue Telemetry Transport) ist das wichtigste Netzwerkprotokoll für die Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) und kann verwendet werden, um die Cloud-Services unterschiedlicher Betreiber zu nutzen. Damit ist auch MQTT ein Kommunikationsprotokoll für das Internet of Things (IoT).

  • Thread ist ein offenes Funkprotokoll für die drahtlose Datenübertragung zwischen Geräten mit niedriger Leistungsaufnahme und geringer Datenübertragungsrate. Dabei bietet Thread nativen IP-Support, wodurch sich GA-Geräte unkompliziert an das Internet anbinden lassen. Die Signale werden über ein Mesh-Netzwerktransportiert.