Gebäudeautomation

Grundlagen der Gebäudeautomation ( Systemaufbau, Funktionalität, Kommunikationsnetzwerke, Raumautomation)

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1.0 (1)

G. B.

Lernen

G. B.

Über diese Lernkartei

Diese Lernkarten vermitteln vertieftes Wissen zur Gebäudeautomation, speziell zu Kommunikation, Steuerung und Management technischer Systeme. Sie behandeln Protokolle wie KNX und BACnet, Objekte, Aktoren und Funktionen wie Schalten, Melden oder Grenzwertüberwachung sowie deren technische Umsetzung. Studierende und Fachkräfte profitieren von praxisnahen Einblicken in die Planung, Betrieb und Fehlerbehebung automatisierter Gebäudesysteme.

Karten

100

Lernende

Sprache

Deutsch

Kategorie

Technik

Stufe

Universität

Erstellt / Aktualisiert

06.06.2016 / 07.05.2026

Ähnliche Karteien

KNX Topologie

Freie Topologie

Verwendung Physikalische Adresse KNX

Programmierung, Inbetriebnahme, Fehlerkorrektur. Für den normalen Betrieb nicht notwendig

BACnet Funktionalität

Objekte: Darstellung der Informationen im System , , Dienste: Kommunikation zwischen Geräten / Objekten, , Transportwege: Kommunikation über z.B. LAN

2 optionale Bestandteile eines Objekts

Present Value: Aktueller Wert, Reliability: Zuverlässigkeit

BACnet Objekt:, , Schedule

Zeitschaltprogramm

BACnet Objekt:, , Priority Array

Prioritätslogik von BACnet. Höchste 1, Tiefste 16

COS (BACnet)

Change of Stage, Statuswechsel. Wenn ein bestimmter Wert ändert. (z.B. Filter ist verschmutzt)

PICS (BACnet)

Protocol Implementation Conformance Statement, , Das zu einem Gerät gehörende Dokument PICS listet alle unterstützten BIBBS

Gruppenadresse KNX

Die KNX Gruppenadresse verbinden die Geräte virtuell miteinander und stellen die Kommunikation sicher.

3 wichtige Bestandteile eines Objekts

Object Identifier: Einmalige ID, Object Name: Einmaliger Name, Object Type: Objekttyp analog, binär …

BACnet Objekt:, , Trend Log

Werteaufzeichnung

BACnet Objekt:, , Notification Class

Meldeklasse, Alarme priorisieren

COV (BACnet)

Change of Value., Ein Ereignis wird generiert, wenn sich der aktuelle Wert für eine vorgegebene Zeit um mindestens einen vorgegebenen Wert ändert. (z.B. Temperaturänderung)

BIBB (BACnet)

BACnet Interoperability Building Blocks, , Ein BIBB definiert welche Service auf Server und Clientseite unterstützt werden müssen, um eine bestimmte Anforderung des Systems zu realisieren.

Device Profile (BACnet)

è Standardisierte Geräteprofile (Sammlungen von BIBB’s), , Hilft die Interoperabilität zu ermitteln

EDE (BACnet)

Engineering Data Exchange, , Elektronische Datenpunktliste in Excel oder CSV-Format für den projektspezifischen Austausch der BACnet Objekte

Interoperabilität (BACnet)

Fähigkeit zur Zusammenarbeit von verschiedenen System unter Einhaltung eines gemeinsamen Standards (z.B. BACnet), , Nennt man auch Kompatibilität

Was ist ein Aktor?

Ein Aktor ist ein technisches Bauteil, welches für die Umsetzung eines Signals verantwortlich ist. Der Aktor wandelt im Regelfall ein elektrisches Signal in eine mechanische Arbeit um, beispielsweise die Öffnung oder Schließung eines Ventils. Dabei wandelt der Aktor das Signal in eine physikalische Größe um.

Was ist Hysterese?

Hysterese ist dann gegeben, wenn der Ausgangswert nicht nur von der grösse des Eingangswertes, sondern auch von dessen vorherigem Zustand abhängt.

Nach welchen Eigenschaften werden Messumformer oft bewertet?

Empfindlichkeit, Offset, Linearität, Hysterese, Auflösung. Es existieren viele
weitere Eigenschaften, die je nach Anwendung ebenfalls zum Zug kommen.

Was ist Gebäudeautomation?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Die GA unterstützt den energieeffizienten, wirtschaftlichen und sicheren Betrieb der technischen Gebäudeausrüstung.

Einsparpotential mit GA thermisch und elektrisch

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Thermisch bis zu 50%,

elektrisch bis zu 14%

(stark abhängig von der Nutzung)

Bedürfnisse / und je 3 Anforderungen der Interessensgruppen der GA

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Investor à Nachhaltigkeit, Flexible Nutzung, Betriebsoptimierung

Betreiber à Sicherere Betrieb, Fernzugriff, Alarmmanagement

Raumnutzer à Klein Luftzug, Keine Blendung, Einfluss auf den Raum

Grundfunktionen der Raumautomation

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Koordination der Gewerke im Raum (HLK, Beleuchtung, Beschattung)

KEIN BETRIEB OHNE NUTZEN

Was wird unter Raumbedienung verstanden?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Schnittstelle zwischen Raumbenutzer und Gebäudeautomation

Oberstes Gebot ist die intuitive Bedienung

Messbereich

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Der Bereich, in dem der Sensor die physikalische Grösse misst

Signalbereich

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Min. und max. Signalgrösse (z.B. 0-10V, 4-20mA)

Wie wird die Gebäudeautomation umgesetzt?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Durch automatische Steuerungen und Regelungen, Überwachung und Optimierung, sowie Bedienung und Management

Treibende Kräfte der GA

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Komfort, Energieeffizienz, Sicherheit, Wirtschaftlichkeit

Ziel der Raumautomation

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Behaglichkeit im Raum mit minimalem Energieeinsatz

Was ist mit flexible Raumnutzung in Verbindung mit GA gemeint?

Trennung der Installation von deren Nutzung à Aufteilung der Nutzfläche in kleinste räumliche Einheiten (Segmente)

Messgrösse

Physikalische Grösse einer Messung

Signal

Informationsträger, Abbildung der Messgrösse in z.B. Spannung

Messwert

Resultat der Messung, Zahl und Einheit

Binärer Eingang

Melden , 0=aus, normal, 1=Ein, Fehler, Alarm

Binärer Ausgang

Schalten, Zur Ansteuerung von Stellgeräten oder zum Schalten von elektrischen Antrieben

Sensoren in der GA

Analog (Messen), Passiv (Widerstand à Temp.), Aktiv (0-10V, 4-20mA), Luftqualität, Binär (Melden), Wächter (Strömung Frost), Dauersignal (Alarme)

I/O-Kanäle

Binäreingang, Binärausgang, Analogeingang, Analogausgang

3-Hauptebenen eines GA-Systems

Management-, Automation-, Feld-Ebene

Wo werden alle LOG und Trend Daten gesammelt? Und in welcher Ebene befindet sich diese Einheit?

Datenverarbeitungseinrichtung, Server à Managementebene

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Lernkarten

Was bietet die GA-Funktionsliste für Vorteile?

Unabhängige Beschreibung der Anforderungen, Ermittlung der Anzahl an Funktionen, Strukturierte Planung und Ausführung, Strukturierte Benennung und Adressierung

Gliederung der Funktionen eines GA-Systems

Ein-/ Ausgabefunktionen, Verarbeitungsfunktionen, Managementfunktionen, Bedienfunktionen

Verarbeitungsfunktion:, , Grenzwert fest 3.1

Hysterese, oberer Grenzwert z.B. Temperaturüberwachung, , Ereignis nur bei Grenzwert über- / unter-schritten

Verarbeitungsfunktion:, , Betriebsstunden-Erfassung 3.3

Betriebsstunden von Pumpen, Kessel, …

Verarbeitungsfunktion:, , Meldungsbearbeitung 3.6

Meldungsverknüpfung, -verzögerung, -unterdrückung

Verarbeitungsfunktion:, , Motorsteuerung 4.2

Zum Schalten eines elektrischen Antriebs wie Pumpen und Ventilatoren

Verarbeitungsfunktion:, , Folgesteuerung 4.4

Lastabhängiges Schalten von zwei oder mehr Einrichtungen in Folge um den Bedarf zu decken

Verarbeitungsfunktion:, , Sollwertführung/ -kennlinie 5.3

Heizkurve, Sommer- / Winterkompensation (max. Temp.differenz zwischen Aussen und Innen)

Ein-/ Ausgabefunktionen

Binär Schalten und Stellen, Analog Stellen, Analog Messen, Binär Melden, Binär Zählen

Verarbeitungsfunktion:, , Grenzwert gleitend 3.2

Oberer und unterer Grenzwert, z.B. Raumtemperatur Soll à Ist, , Ereignis bei oberer und unterer Grenzwert über- / unter-schritten

Verarbeitungsfunktion:, , Befehlsausführungskontrolle 3.5

Überwachung der Ausführung eines Schalt- und/oder Stellbefehls, Verriegelung mit Quittieren und Rücksetzen

Verarbeitungsfunktion:, , Anlagensteuerung 4.1

Virtueller Hauptschalter der Gesamtanlage, , Erzeugt eine Befehlsfolge zum Ein- oder Ausschalten der Einheiten

Verarbeitungsfunktion:, , Umschaltung 4.3

Umschaltung von identischen Einrichtungen, , Umschalten bei definierten Betriebszeit, Zeitplan, Ereignis, …

Verarbeitungsfunktion:, , Sicherheits- / Frostschutzsteuerung 4.5

Brandmeldung, Frostschutz

Verarbeitungsfunktion:, , Stellausgabe Stetig 5.4

Anzahl Sequenzen (z.B. Stellung des Kühlventils) bei Regelgrösse (z.B. Raumtemperatur) eingeben

Verarbeitungsfunktion:, , Stellausgabe 2-Punkt 5.5

Anzahl Sequenzen (z.B. 2 Punkt) bei Regelgrösse (z.B. Raumtemp.) eingeben

Verarbeitungsfunktion:, , Zeitabhängiges Schalten 6.4

Zeitabhängiges Schalten, meist in Wochenplänen definiert., , In der GA-FL die Anzahl Zyklen eintragen

Verarbeitungsfunktion:, , Nachtkühlbetrieb 6.7

Betriebsart der Anlage, die den Raum ausserhalb der Belegungszeiten mit freier Kühlung temperiert.

Verarbeitungsfunktion:, , Höchstlastbegrenzung 6.12

Erzeugt eine logische Abfolge für eine Anlagensteuerung zum Abschalten oder reduzieren von Verbraucherleistungen damit die nach Energievertrag höchste zulässige Leistung nicht überschritten wird.

Managementfunktion:, , Historisierung in Datenbank 7.4 (Trend)

Speichert den Datenpunkt bei einer Zustandsänderung (COS / COV). Meist in definierten Zeitlichen abständen Z.B. Temperaturen

Managementfunktion:, , Dynamische Einblendung 8.2

Dynamische Anzeige von Werten, Symbolen usw. zur Bedienung und Beobachtung

Managementfunktion:, , Fernmeldung 8.4

Alarmmeldung via SMS, E-Mail, …

Verarbeitungsfunktion:, , Begrenzung Sollwert / Stellgrösse 5.7

Begrenzung der Ausgangsgrösse (Stellgrösse) z.B. Mindest-Frischluftanteil sicherstellen

Verarbeitungsfunktion:, , Gleitendes Schalten 6.5

Algorithmus berechnet die Ein-/ Ausschaltzeiten à Komfort mit Energieoptimierung

Verarbeitungsfunktion:, , Netzwiderkehrprogramm 6.11

Erzeugt eine logische Abfolge für die Anlagensteuerung nach einem Netzausfall.

Managementfunktion:, , Ereignis-Langzeitspeicherung 7.3 (Log)

Speichert den Datenpunkt bei einer Zustandsänderung (COS). Z.B. Alarme

Managementfunktion:, , Grafik / Anlagebild 8.1

Grafische Darstellung der Anlage (Anlageschema)

Managementfunktion:, , Ereignis-Anweisungstext 8.3

Anweisungen für Betreiber

Was ist ein Kommunikationsprotokoll?

Ein Satz von Regeln, nach denen die Kommunikation zwischen zwei Kommunikationspartnern ablaufen muss

Was ist ein Bit?

Kleinste Einheit 1 oder 0

Wie viele Bits hat ein Wort?

16 Bit

Was wird unter Quellencodierung verstanden?

Abbildung der Informationen in Bits (ASCII)

Paritätsprüfung (Kanalcodierung)

Der Bitfolge wird ein Prüfbit angehängt, ob die Gesamtbitfolge gerade oder ungerade ist. (Die Prüfart kann bestimmt werden)

Leitungscodierung

Bits in elektrische Signale umwandeln

KNX TP1

Twisted Pair Line, , Separate Versorgung der Aktoren (230/400V), zweidraht-Bus Leitung mit Spannungsversorgung für alle Busteilnehmer

Wie viele Bits sind ein Byte?

8 Bit

6 verschiedene Arten der Netzwerktopologien

Punkt zu Punkt, Bus (Linie), Stern, Ring, Frei, Daisy Chain (Switch)

Kanalcodierung

Prüfsumme für Fehlererkennung

Blockparität (Kanalcodierung, BCC)

Bitgruppen werden vertikal zu der Paritätsprüfung ergänzt, ob die Gesamtbitfolge gerade oder ungerade ist. (Die Prüfart kann bestimmt werden)

Funktionalität KNX

Fernabfrage, Bedienung, Zentralfunktionen (z.B. alles aus), Anwesnheitssimulation

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