21.09.07 - Mit einem Fingertipp an den Arbeitsplatz

Dank moderner Gebäudetechnik lassen sich umfangreiche Gebäudefunktionen mit einem Fingerdruck aktivieren und auch wieder deaktivieren. Möglich wird diese Bequemlichkeit durch Touch Panels von VIPA, über die sämtliche elektronischen Geräte im Haus gesteuert werden können. Zwei Referenzobjekte - ein Büro- und ein Wohngebäude - zeigen beispielhaft die Möglichkeiten dieser Technik im Zusammenspiel mit Steuerungen des gleichen Herstellers.

Das Firmengebäude von VIPA im Industriegebiet Nord in Herzogenaurach fällt jedem Betrachter sofort ins Auge:
Durch seine runde Form und spiegelnde Glasfassade hebt es sich deutlich von den flachen Zweckbauten in der Umgebung ab.
Aber nicht nur von außen mutet das Bauwerk futuristisch an, auch innen findet sich moderne Technik aus dem Produktportfolio des Unternehmens.
Alle Räume sind mit Türzugangs-Panels ausgerüstet, im Einsatz sind sowohl die Commander-Compact-Modelle mit Tastatur als auch Touchscreen-Bedienpanels. Es gibt keine Licht- oder sonstigen Schalter, lediglich ein paar Steckdosen im Boden.
Fenster, Türschließer, Licht etc. werden elektronisch über diese Panels überwacht und gesteuert.
Pro Raum können sich bis zu vier Arbeitsplätze befinden. Über das Panel lassen sich die einzelnen Arbeitsplätze aktivieren, das heißt die Bodensteckdosen sind unter Spannung, was durch die grüne Farbe auf dem Bildschirm angezeigt wird.
Auch offene Fenster werden angezeigt. Über einen PIN-Code wird die Tür geöffnet und gleichzeitig die Anwesenheit der Mitarbeiter an die Zeiterfassung weitergegeben. Verlässt jemand den Raum, kann er über die Panels eingeben, ob er in eine Besprechung, in die Pause, nach Hause oder in Urlaub geht.

Über den Feldbus Profibus DP sind die einzelnen Räume per Glasfaser-Kabel in einer ringförmigen Topologie an eine zentrale Steuerung für jedes Stockwerk angebunden. Pro Raum gibt es einen aus mehreren I/0-Modulen bestehenden Knoten, über den einerseits Daten wie Raumtemperatur, Windgeschwindigkeit und Sonneneinstrahlung erfasst und anderseits Licht, Steckdosen, Heizventile und die Antriebe des Sonnenschutzes geschaltet werden.

Praxis Plus
Die grafischen Touch Panels von VIPA steuern und visualisieren Funktionen im Büro- und Wohnbereich. Beleuchtung und Jalousien werden einfach durch Antippen auf dem Display bedient. Die Panel mit einem Rahmen aus pulverbeschichtetem Aluminium verfügen über eine Bildschirmdiagonale von 5,7 bis 10,4 Zoll mit einer Auflösung von 320 x 24 bis 800 x 600 Pixel. Weitere Größen sind in Vorbereitung.
Die Oberfläche bietet eine benutzerfreundliche Menüführung. Über die einfach angeordneten Bedienelemente können Zeitprofile eingegeben und Sollwerte verändert werden.
Die Anzeige erfolgt wahlweise mit Symbolen oder Text. Das hintergrundbeleuchtete TFT-Display ist dimm- und abschaltbar. Über die integrierte STEP7 SPS können auch logische Funktionen realisiert werden.

Die Steuerung für jede Etage basiert auf dem System 200V von VIPA - dem Profibus-Master - und ist in einem Schaltschrank untergebracht. Dort befinden sich außerdem die gesamte Netzwerktechnik und die Technik für die Telefone.

Computernetzwerk, Telefon und Gebäudeautomation laufen so über einen Installationsweg, eine separate Telefonanlage ist nicht erforderlich.

Genügend Bandbreite für die gesamte Kommunikation - dank Ethernet

Die Schaltschränke aller Stockwerke hängen an dem Backbone des Hauses, der in den Keller läuft. Die Kommunikation läuft über Ethernet TCP/IP, daneben kommt teilweise auch BACnet zum Einsatz. Im Keller befindet sich das "Herz" des Gebäudes, das die Server für das Computernetzwerk, die Telefontechnik und die Visualisierung für die Gebäudeautomation umfasst. Durch diesen Aufbau ist ein direkter Zugang zum Internet gegeben, der für Fehlerdiagnose, Service und Fernsteuerung genutzt werden kann.

"Wir haben uns das erste Mal mit der Gebäudeautomation auseinandergesetzt, als unser Firmengebäude im Jahr 2000 entstand", erklärt Wolfgang Seel, Geschäftsführer und Gründer von VIPA. Das fränkische Unternehmen wurde 1985 gegründet und war am Anfang ein reines Engineering-Unternehmen, das Software für die Automatisierungstechnik entwickelte. In Eigenregie wurden dann Produkte konzipiert, die für die Projekte benötigt wurden, aber auf dem Markt nicht erhältlich waren. Schließlich fiel die Entscheidung, sich aus dem Projektgeschäft zurückzuziehen und sich auf die Entwicklung und den Verkauf von Produkten zu konzentrieren.

Während anfangs ausschließlich Komponenten für die Simatic-S5-Steuerung von Siemens das Portfolio ausmachten, kam VIPA 1998 erstmals mit einem eigenständigen Produkt, dem System 200, auf den Markt.

Seitdem wurde das Produktspektrum unter anderem um S7-CPUs und Bedien-Panels erweitert. Eine wichtige Neuentwicklung war die SPEED7-Technologie mit dem Ziel, eine SPS auf einem Chip zu realisieren. Seit 2004 sind SPEED7-CPUs verfügbar, die eine deutlich höhere Performance als die bisher angebotenen SPSen erzielen.

Während für das eigene Gebäude noch Komponenten aus der Fabrikautomation zum Einsatz kamen, bietet VIPA heute unter dem Label VIPA IQ eine Reihe von Produkten an, die für den Gebäudebereich weiterentwickelt wurden. Das heißt zum Beispiel, dass die gängigen Bussysteme wie LON, BACnet oder EIB unterstützt werden bzw. dass die Panels mit Mauerkasten verfügbar sind und sich so leichter in Wände integrieren lassen. Darüber hinaus wurde natürlich auch das Design der Bedienterminals an die höheren Anforderungen bei Gebäuden angepasst.

Benutzerfreundliche Menüführung erleichtert das Steuern und Bedienen

Über die Touch Panel-Familie lassen sich sämtliche elektronischen Geräte im Gebäude steuern. Funktionen wie Beleuchtung und Jalousien werden
einfach durch Tippen auf dem Display bedient. Die Geräte mit einem Rahmen aus pulverbeschichtetem Aluminium sind mit Bildschirmdiagonalen von 5,7 bis 10,4 Zoll und mit einer Auflösung von 320 x 240 bis 800 x 600 Pixel verfügbar, weitere Varianten sind in Planung.

Stichwort
- Bedien-Panels mit Touchscreen und SPSen für den Wohn- und Bürobereich
- Kommunikation über Ethernet TCP/IP
- Unterstützung von BACnet, LON, EIB und EnOcean

Durch das Aluminiumdruckgussgehäuse sind die Geräte mechanisch sehr robust. Die Bedienoberfläche bietet eine benutzerfreundliche Menüführung.
Über einfach angeordnete Bedienelemente können Zeitprofile eingegeben und Sollwerte verändert werden. Die Anzeige erfolgt wahlweise mit Symbolen oder Text. Das hintergrundbeleuchtete Display lässt sich dimmen und abschalten. Über die Ethernet-Schnittstellen kann man die Panels leicht in ein Netzwerk integrieren. Standardmäßig werden die Geräte mit dem Betriebssystem Windows CE 5.0 ausgeliefert. Der Anwender kann zwischen zwei Visualisierungspaketen wählen:

Zum einen MoviconX real flexible von Progea, zum anderen Zenon 6.20 von Copa-Data. Die Installation der Software erfolgt über SD-Card, USB oder Netzwerk. Beide Software-Pakete sind auch unter Win NT und XP lauffähig.
Das Panel-System ermöglicht sehr kompakte Lösungen:
I/0-Module können direkt angeschlossen werden, um einfache Signalzustände zu erfassen.
Dazu befindet sich an der Rückseite des Panels eine Hutschiene, auf die die Module geklemmt werden. Unterstützt werden die Standards der Gebäudeautomation, beispielsweise TCP/IP, M-Bus, BACnet, EnOcean sowie RS232. Zusätzlich sind für die Kommunikation RS485. RS422. USB. MPI, CAN und Profibus DP/S verfügbar. Über die in den Panels integrierbare STEP7-SPS auf Softwarebasis können komplette Gebäudeautomatisierungslösungen über ein kompaktes System realisiert werden.

Ein weiteres Referenzobjekt für die Gebäudeautomatisierungskomponenten von VIPA ist ein Einfamilienhaus, das vom Architektenbüro Berschneider + Berschneider aus Neumarkt geplant wurde. In dem Haus werden Heizung, Licht und Jalousien mit einer SPS aus dem System 200V und sieben Touch Panels in Kombination mit einer EIB-Vernetzung gesteuert. Die Heizung kann über die Steuerung zusätzlich auch kontrolliert werden.
Die Panels wurden über Ethernet TCP/ IP vernetzt; diese Verkabelung wird gleichzeitig auch für Telefon und Internet benutzt. Von allen Räumen kann so das komplette Haus geregelt werden. Es besteht darüberhinaus die Möglichkeit, den angrenzenden Bürokomplex vom Privathaus aus zu steuern, wie auch umgekehrt. Die Panels erlauben zudem, festgelegte Szenarien abzuspeichern, die über eine One-Touch-Funktion aktiviert und deaktiviert werden können.

So kann der Nutzer mit einem Knopfdruck Lichtgruppen, beispielsweise zum Kochen, Fernsehen etc. ein- und ausschalten oder das Haus in einen automatischen Modus schalten. In diesem Modus werden dann u.a. die Jalousien je nach Sonnenstand und -Intensität gesteuert.

"Dieses Jahr realisieren wir zehn verschiedene Objekte mit unserem aktuellen Produktspektrum für den Gebäudebereich: angefangen vom Eigenheim mit einem Panel für Lichtsteuerung und Heizungsregelungen bis hin zu größeren Objekten inklusive Videoüberwachung, die dezentral über zehn Panels gesteuert werden", unterstreicht Wolfgang Seel die wachsende Bedeutung des Gebäudesegments für sein Unternehmen. "Wir wollen im Gebäudebereich wie in der Fabrikautomation nicht als Automatisierer auftreten, sondern wir sehen uns als Komponentenlieferant mit Produkten ready-to-use. Als Gebäudeautomatisierer würden wir in Wettbewerb zu unseren Kunden treten, was wir nicht wollen."

Und auch in Zukunft hat VIPA in der Gebäudeautomatisierung noch einiges vor. So soll 2008 das "Scheibchen"-I/0-System Micro, auf den Markt kommen, das auf den Gebäudebereich und die dezentrale Automatisierung abzielt. Im Zuge der neuen Generation an SPEED7-Prozessoren werden auch die Systeme 100 und 200 mit dieser Technologie ausgestattet sein.

Damit sind alle Kommunikationsschnittstellen, die für den Fabrik- und den Gebäudebereich benötigt werden, verfügbar. Darüber hinaus werden die Steuerungen skalierbar. "Heute haben wir vier verschiedene CPU-Module mit drei bis vier Speicherkonfigurationen. In Zukunft wird es nur noch ein CPU-Modul geben, das skalierbar ist. Bei steigenden Anforderungen des Kunden kann er also die Steuerung entsprechend anpassen und muss keine neue erwerben", kündigt Wolfgang Seel an.

Stefan Keßler, Redakteur Building Control