Firmengebäude automatisiert für Automatisierer

Wenn Spezialisten für Steuerungstechnik sich einen Arbeitsplatz wünschen, dann einen mit technischen Raffinessen. So kam es, dass IBF-Automation sein neues Firmengebäude nach neustem Stand selbst automatisierte. Auf Basis einer I/O-IPC und einem KNX IP-Controller von Wago entstand ein Gebäude, in dem sich das Licht beim Betreten des Flurs automatisch einschaltet, an dunklen Tagen die Beleuchtung in den Büros heller ist und per Ethernet die Funktionen von fast jedem Raum gesteuert werden können.
Kundenspezifische Projekte sind die Spezialität des Ingenieurbüros Binder & Föhl Automatisierungstechnik GmbH, oder kurz ‚IBF-Automation‘. Das Unternehmen ist in den Branchen Elektro, Maschinen- und Anlagenbau sowie Softwareentwicklung zuhause. Gegründet wurde es 1995 von Dipl.-Ing. Frank Binder und Dipl.-Ing. Thomas Föhl in Oberensingen, die es 2000 in eine GmbH umwandeln ließen. Im gleichen Jahr verlegten sie den Firmensitz vorübergehend nach Unterensingen und zogen 2003 mit sieben Mitarbeitern zurück nach Nürtingen. Heute beschäftigt IBF-Automation 20 Mitarbeiter und bezog im letzten Jahr ihr eigenes Firmengebäude. Als Spezialisten für Steuerungstechnik haben sie es sich nicht nehmen lassen, das neue Bürogebäude nach neustem Stand zu automatisieren. Da das Wago-I/O-System bei IBF-Automation bereits aus anderen Projekten bekannt war, lag es nahe, damit auch die Automation des Gebäudes zu realisieren. Ihre Ansprüche an die Gebäudeautomation waren dabei nicht gerade niedrig: tageslichtabhängige Beleuchtung, wetterabhängiger Sonnenschutz, außentemperaturgeführte Heizungsregelung und Zugriff auf die Steuerung per Ethernet von so gut wie jedem Raum. Bei der Planung ging es aber nicht nur um Komfort, sondern auch darum, den Energieverbrauch zu senken und so Nachhaltigkeit zu leben. „Energieeffiziente Gebäude haben beim Energieverbrauch ein hohes Einsparpotenzial. Schon deshalb lohnt sich die Investition in die Automatisierung“, begründet Geschäftsführer Frank Binder das Projekt.

I/O-IPC fungiert als Zentrale

Als zentrale Steuerung wählte Thomas Föhl, Geschäftsführer und Leiter des Gebäudeprojekts, den I/O-IPC von Wago. Über ihn werden die KNX-Taster für das Licht, die dimmbaren Deckenleuchten, das SMI-Gateway zur Ansteuerung des Sicht- und Sonnenschutzes sowie die Lüftung gesteuert. Somit sah man am IPC folgende Busklemmen vor: zwei KNX/TP1-Busklemmen für die Lichttaster, vier Dali-Master-Busklemmen für die Lichtsteuerung, dazu RS-232-Schnittstellen zur Ansteuerung des Sicht- und Sonnenschutzes über SMI-Master, die Einbindung der Wetterstation mittels RS485 sowie vier digitale Ausgangsklemmen zur Steuerung der Lüfter und Dachluken. Steuerung und Visualisierung programmierte IBF-Automation in CoDeSys 2.3 selbst. Die Visualisierung ist in XML auf dem integrierten Web-Server im I/O-IPC abgelegt. Der mehrsprachige Aufbau und die Verwendung von indizierten Visu-Elementen in den Fenstern erforderten den leistungsfähigeren I/O-IPC mit seinem wesentlich größeren Speicherplatz. „Wir haben uns für eine IP-basierte Kommunikation entschieden, da sie uns alle Möglichkeiten offen lässt und über das Firmennetzwerk übertragen werden kann“, begründet Thomas Föhl die Entscheidung für Ethernet TCP/IP und den I/O-IPC. Über das Netzwerk lässt sich die Web-Visu von fast jedem Raum aufrufen und die Funktionen editieren.

Licht nach Bedarf gesteuert

Wie oft wird das Licht frühmorgens, wenn es draußen noch dunkel ist, ein- und dann erst zur Frühstücks- oder Mittagspause wieder ausgeschaltet. Ein willkommener Fall für die Automatisierer. Im neuen Gebäude soll das Licht nicht nur automatisch abgeschaltet, sondern je nach Tageslicht in Stufen gedimmt werden. Hierfür eignen sich Dali-fähige Leuchten. Dali (Digital Adressable Lighting Interface) ist ein nach IEC 62386 standardisiertes Protokoll zur Kommunikation mit elektronischen Vorschaltgeräten. Ein Dali-Master steuert maximal 64 Leuchten in einem Strang, dabei können bis zu 16 Gruppen und unabhängig davon bis zu 16 Lichtszenen definiert werden. Die Leuchten eines Masters werden elektrisch einfach durchgeschleift. IBF-Automation setzt in den Büros, auf Fluren und im Montagebereich Leuchten mit Dali-Standard ein und bildet die Beleuchtungsgruppen in der Web-Visu ab. „Über die Web-Visu erhalten wir einen Überblick zur aktuellen Situation: Welche Leuchte zu welcher Gruppe gehört und welche Lichtszene gerade aktiv ist. Ändert sich die Nutzung, weil z.B. ein Vortrag mit Beamer gehalten wird, kann an Ort und Stelle über das Firmennetz eine besser passende Beleuchtungsszene aufgerufen werden“, beschreibt Thomas Föhl die Vorteile der Web-Visu. Frank Binder ergänzt: „Wir sind überzeugt, dass wir mit Hilfe der Gebäudeautomatisierung die Arbeitsplatzqualität erhöhen und gleichzeitig Energie einsparen werden.“

Steuerung berücksichtigt Wetterlage

Das Firmengebäude ist insgesamt mit 26 Rollläden und Außenjalousien ausgestattet. Sie schatten die Räume vor Licht und Wärme ab und schützen das Gebäude in der Nacht vor Kälte und vor ungebetenen Gästen. Zur Ansteuerung nutzt IBF-Automation das Standard-Motor-Interface (SMI). Dieses digitale Motor-Interface überträgt nicht nur Befehle, sondern ganze Telegramme. Mit ihnen lassen sich Zwischenpositionen präziser anfahren und Motorpositionen abfragen. Außerdem kann der Motor Rückmeldungen geben und so Diagnosedaten an ein übergeordnetes System liefern. Ein Interface steuert maximal 16 Antriebe parallel. Zur Einbindung der zwei SMI-Master in die zentrale Gebäudesteuerung setzt IBF-Automation am I/O-IPC zwei RS-232-Schnittstellen ein. Die Wetterstation gibt Werte zu Wind, Sonne, Regen und Temperatur via RS485 an die Steuerung weiter. Sie sorgt wiederum dafür, dass sich bei einsetzendem Regen die Dachluken automatisch schließen und bei aufkommendem Sturm Rollläden frühzeitig hochfahren. Neben diesen Schutzfunktionen lassen sich Rollläden und Dachluken auch über die Web-Visu von jedem Raum individuell steuern und auf Position fahren.

KNX IP-Controller regelt Fußbodenheizung

An kalten Tagen wird das Firmengebäude über eine außentemperaturgeführte Fußbodenheizung wohltemperiert. Die Reglung dazu übernimmt ein KNX IP-Controller. Mittels Deckenfühler wird die Temperatur in den Büros erfasst und über Temperatur-Klemmen am IPC dem Firmennetzwerk übergeben. Beide Regelgrößen, Soll- und Istwerte, werden dem KNX IP-Controller über das Netzwerk zur Verfügung gestellt. Er steuert die Ventile der Heizkreisläufe und stellt die Routerfunktionalität zur ETS her.

Fazit

Mit wenigen hochwertigen Produkten lässt sich eine komfortable Gebäudeautomation realisieren. Die Erfahrungen, die IBF-Automation in Projekten anderer Branchen gesammelt hat, flossen eins-zu-eins in die Automation des neuen Firmengebäudes ein. „Unser Vorteil ist, dass wir mit den Wago-Produkten gut vertraut sind. Das Wago-I/O-System, mit Controllern, Kopplern und der I/O-IPC, setzen wir auch in unseren Kundenapplikationen erfolgreich ein. Damit verbunden ist die Programmierung mit CoDeSys für uns Routine“, berichtet der Projektleiter. Die Erfahrungen, die der Wago-Solution-Provider und 3S-Systems-Systempartner mit der Automation seines Gebäudes gemacht hat, sollen nicht ungenutzt bleiben. „Wir werden unser Kerngeschäft um das Geschäftsfeld Gebäudeautomation erweitern und kundenspezifische Steuerungen auch für das Gebäude anbieten“, prognostiziert Geschäftsführer Frank Binder.