Energie- und Gebäudemanagement über CC-Link: Ökologisches Firmengebäude als Technologieschaufenster
Die Voraussetzungen für ein effizientes Energie- und Gebäudemanagementsystem sind geeignete Steuerungen und ein zuverlässiges Netzwerk. Wie ein solcher Verbund aussehen kann, zeigt das Beispiel eines nach ökologischen Gesichtspunkten gebauten Büro- und Betriebsgebäudes in England. Das offene Feldbusnetzwerk CC-Link (Control and Communication Link) verbindet dort eine Vielzahl von technischen Einrichtungen mit der zentralen Steuerung.
Betriebsgebäude von heute sind mehr als nur Büros, Produktionsstätten und Lagerhallen. Sie sind eine Visitenkarte des Unternehmens und spiegeln die Firmenphilosophie wider. Das gilt auch für das kürzlich fertiggestellte Innovationszentrum von GB Innomech, einem Automatisierungsunternehmen mit Sitz in Witchford (Grafschaft Cambridgeshire) im Osten Englands. Hinter einer Fassade aus Glas und Stein verbirgt sich ein mit vielen eigenen Ideen entstandener repräsentativer Firmensitz, der auf 1.800m² Fläche mit moderner Energie- und Gebäudetechnik ausgestattete Büro- und Werkstatträume beherbergt. Das energieeffiziente und nach ökologischen Gesichtspunkten errichtete Gebäude ist heute nicht nur das technologische Aushängeschild des Unternehmens, es ist auch sehr wirtschaftlich und soll Mitarbeitern und Kunden eine angenehme Arbeitsatmosphäre bieten. Als Spezialisten für komplexe Systemlösungen in der Fertigungs-, Prozess- und Laborautomation gehört die Kombination innovativer Technologien und Verfahren aus unterschiedlichen Industriebereichen zum täglichen Geschäft der Innomech-Mitarbeiter. Da lag es nahe, beim Bau des neuen Firmensitzes die Planung des Energie- und Gebäudemanagementsystems ebenfalls selbst in die Hand zu nehmen. Mit dem technischen Wissen aus der industriellen Praxis verzichtete das Unternehmen auf die sonst in der Gebäudeinstallation üblichen Gebäudesteuerungen und Bussysteme. Dazu Keith Reeds, Verkaufs- und Marketingleiter von GB Innomech: “Wir beurteilen und spezifizieren laufend industrielle Ausrüstungen und wussten daher, was konventionelle Gebäudesteuerungen kosten und welche Leistung wir von ihnen erwarten konnten. Deshalb fiel die Entscheidung zugunsten einer industriellen Automatisierungslösung, mit der sich eine wesentlich bessere und effektivere Steuerung zu deutlich geringeren Kosten verwirklichen ließ.“
Schnelle Datenübertragung
Das von GB Innomech entworfene System basiert im Kern auf einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) zur zentralen Überwachung der Funktionen und einem Netzwerk, das die verschiedenen Gewerke, wie Heizungs-, Klima- und Beleuchtungsanlagen sowie andere Komponenten der anspruchsvollen Gebäudetechnik, miteinander verbindet. Eine der wichtigsten Anforderungen war, möglichst viele Funktionen in das zentrale Steuerungssystem zu integrieren, um so vor allem den Energieverbrauch des Gebäudes zu verbessern. Insgesamt 150 digitale und 50 analoge Eingänge überwachen die Umgebungsbedingungen in allen Bereichen des Gebäudes. Sensoren und Aktoren steuern automatisch die Temperatur, Beleuchtung, Beschattung und Belüftung der 15 Büro- und Konferenzräume, zehn Gemeinschaftsräume sowie 300m² Werkstattfläche. Bei der Suche nach einem für diese Aufgabe geeigneten Netzwerk fiel die Wahl auf das industrieerprobte Feldbussystem CC-Link. Die Netzwerktechnologie unterstützt eine simultane Steuerung und Datenverarbeitung mit hohen Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 10Mbits/s über nur ein Kabel und ist einfach zu installieren. Beispielsweise erfordert die Inbetriebnahme keine produktspezifischen Dateien. Geringe Verkabelungs- und Installationskosten sind die Folge. Um Hochgeschwindigkeitsübertragungsraten bei VR/AR, Dateidownloads und Cloud-Diensten zu gewährleisten, bedarf es verbesserter Heimnetzwerke – die neue Fiber-to-the-Room-(FTTR)-Lösung von Huawei kann hierbei helfen. ‣ weiterlesen
10Gb/s dank Glasfaser in jedem Raum
Ausgereifte Feldbustechnik
Für CC-Link sprach auch das offene Kommunikationsprotokoll der ausgereiften Netzwerktechnologie, die sich in vielen Anwendungen bewährt hat. Mit mehr als 5Mio. installierten Netzwerkknoten gehört CC-Link zu den drei weltweit führenden Feldbussystemen und wächst derzeit mit über 1Mio. neuer Knoten pro Jahr. Ein Grund hierfür sind die mehr als 900 für CC-Link zertifizierten Automatisierungsprodukte von über 200 bekannten Herstellern. Die breite Palette von verfügbaren Produkten ermöglicht maßgeschneiderte Automatisierungslösungen, die auch nachträgliche Erweiterungen und Umbauten ohne Probleme zulassen. Also ein weiteres Argument für Innomech, denn sowohl das Gebäude als auch das Steuerungssystem sind im Hinblick auf ein zukünftiges Wachstum des Unternehmens entworfen und gestatten einen einfachen Ausbau bis auf die dreifache Größe. Über grafische Bediengeräte mit Touchscreen können die Nutzer die Einstellungen für jeden Raum individuell festlegen. Auch der aktuelle Status oder historische Trends der überwachten und gesteuerten Geräte lassen sich hier anzeigen. Die zeitgenaue Regelung des Wärmebedarfs erfolgt über eine im zentralen Bediengerät integrierte Echtzeituhr, die ihre Signale an die SPS sendet. Das Bediengerät ist zur Archivierung von Trenddaten und zur Erstellung von Alarm- und Statusberichten direkt mit dem IT-Netzwerk von GB Innomech verbunden.
Ökologische und ökonomische Gebäudeausrüstung
Es ist aber nicht allein das effiziente Energie- und Gebäudemanagementsystem, dass den Neubau der Firmenzentrale in Witchford zum technischen Vorzeigeprojekt des Unternehmens macht. Auch sonst hat das Gebäude, das Funktionalität, Wirtschaftlichkeit und Ökologie miteinander verbindet, einiges zu bieten, angefangen bei doppelt oder an der Südseite dreifach verglasten und beschichteten Fenstern mit sonnenstandsabhängiger Steuerung der Jalousien über eine mit Wärmepumpe betriebene Fußbodenheizung und ein Frischluftsystem mit Wärmerückgewinnung und frequenzumrichtergeregelten Lüfterantrieben bis hin zu energiesparenden Beleuchtungseinrichtungen mit Ein- und Abschaltautomatik, die mittels Sensoren auf den Tageslichteinfall und die Anwesenheit von Personen im Raum reagieren. Weitere technische Besonderheiten sind eine Solaranlage mit Vakuumrohr-Kollektoren zur Warmwasserbereitung, Regenwasserspeicher für die Toilettenspülung und eine Biogasanlage zur Abfallverwertung.
