Die Direct Digital Control (DDC) bezeichnet eine elektronische Steuerungstechnik, die für Steuerungs- und Regelungsaufgaben in der Gebäudeautomatisierung eingesetzt wird. Die klassische DDC entspricht größtenteils der SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) aus dem industriellen Sektor. Wir nutzen hauptsächlich die Produkte der Firma Loytec.
Die Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR) ist ein Bereich der Automatisierungstechnik. Im Rahmen der Gebäudetechnik ist MSR die Grundlage für eine Gebäudeautomation.
Unser Partner LOYTEC ist Anbieter einer großen Palette von Produktlösungen für verschiedenste Anwendungen in der Gebäudeautomation. Vielfach vereinen die anwendungsbezogenen Produkte (LINX Automation Server, IP-fähige LIOB I/O Module und Controller, LROC Room Controller, LGATE Gateways, LVIS Touch Panels) viele verschiedene Funktionen auf einem Gerät. Damit kann ein und dasselbe Produkt gleichzeitig für verschiedene Aufgabenstellungen eingesetzt werden.
Der integrierte E-Mail-Client erlaubt das zeit- oder ereignisabhängige Versenden von Nachrichten. Benachrichtigungstexte können ohne Längenbeschränkung aus statischem Text und Variablen bestehen, die zum Zeitpunkt der Aussendung aktuelle Betriebszustände und Werte in den Benachrichtigungstext einfügen. Weiters können Alarmlogs und Trendlogs im CSV-Format automatisch als E-Mail-Anhang verschickt werden.
Die Anzahl der ausgesendeten E-Mails kann limitiert werden. Ebenso kann die E-Mail-Aussendung über einen Datenpunkt zeitabhängig oder ereignisabhängig ausgeschaltet werden. Sollte eine E-Mail nicht gesendet werden können, wird bis zu 24-mal alle 30 Minuten eine erneute Zustellung versucht.
Zusammen mit dem LTE-800 Interface wird das Versenden von SMS direkt vom Gerät aus möglich. SMS können einen vorkonfigurierten Text und variable Platzhalter beinhalten, die erst beim Senden aufgelöst und mit Werten befüllt werden. Das Aussenden von SMS kann über einen Datenpunkt zeitabhängig oder ereignisabhängig gesteuert werden, wie zum Beispiel dem Auftreten eines Alarms. Damit ist es einfach, eine Alarmzustellung per SMS zu realisieren. Das Versenden von SMS wird limitiert nach Burst- und Langzeitrate.
Für jeden Datenpunkt können Alarmbedingungen auf dem LOYTEC-Gerät definiert werden. Dies ist unabhängig davon, welche Kom- munikationsprotokolle (CEA-709, BACnet, DALI, M-Bus, Modbus, KNX usw.) tatsächlich zum Einsatz kommen, oder ob es sich um einen physikalischen Datenpunkt von einem L-IOB I/O Modul handelt.
Alarmzustände werden an einen technologieunabhängigen, generischen Alarm-Server auf dem gleichen Gerät weitergereicht. Der Alarm-Server verwaltet die Alarmdatensätze und ist die Schnittstelle für den Fernzugriff auf lokale Alarme. Alarmdatensätze beinhalten den auslösenden Datenpunkt inkl. Alarmwert, eine Alarmmeldung, den Alarmtyp (abnormaler Betriebszustand, Grenzwertverletzung, ungültiger Datenpunktwert), die Alarm-Priorität und den Status des Alarms (Alarm-Status, Normal-Status, quittiert). Weiters können Alarmdatensätze um einen frei formulierten, erklärenden Text erweitert werden.
LOYTEC-Geräte mit BACnet-Schnittstelle unterstützen BACnet-Alarming über Intrinsic Reporting. BACnet-Alarm-Server werden auf BACnet-Notification-Class-Objekte (NC-Objekte) abgebildet. Alarmbedingungen können für analoge Ein- und Ausgänge sowie Value- Objekte (AI, AO, AV), für binäre Ein- und Ausgänge sowie Value-Objekte (BI, BO, BV) und für Multi-State-Ein- und Ausgänge sowie Value-Objekte (MSI, MSO, MSV) definiert werden. Weiters können Alarmdatensätze von generischen Alarm-Servern über BACnet- Alarmserver auf BACnet-Notification-Class-Objekte abgebildet werden. Dies erlaubt, Alarmzustände von Datenpunkten aus anderen Kommunikationstechnologien über BACnet-Alarming zu melden. Ebenso können LOYTEC-Geräte per Client-Mapping auf entfernte BACnet-Notification-Class-Server-Objekte zugreifen, um z. B. von Fremdgeräten Alarme zu empfangen.
LOYTEC-Geräte für LonMark-Systeme (CEA-709) unterstützen das Aussenden von Alarmen über das LonMark-Node-Objekt mittels nvo- Alarm (SNVT_alarm) und nvoAlarm_2 (SNVT_alarm_2). Dies erlaubt es Geräten mit LonMark-Alarm-Notifier-Profil, Alarme von LOYTEC- Geräten zu empfangen. Das Bestätigen von Alarmen im LonMark-Alarm-Server wird in der LonMark-Spezifikation festgelegt und unter- liegt dem RQ_CLEAR_ALARM-Mechanismus. Weiters können Alarme von generischen Alarm-Servern über LonMark-Alarm-Server auf das LonMark-Node-Objekt abgebildet werden, um Alarmzustände von Datenpunkten aus anderen Kommunikationstechnologien in ein LonMark-System zu melden.
Scheduling beschreibt das zeitabhängige Verändern von Datenpunktwerten über Zeitschaltprogramme. Die Zeitschaltprogramme bein- halten einen Wochenzeitplan sowie Ausnahmetage (z. B. Feiertag) und -perioden (z. B. Ferien). Die Zeitschaltfunktionen liegen grundsätz- lich auf den LOYTEC-Geräten und können in Abhängigkeit eines Datenpunktes freigegeben oder gesperrt werden.
Alle LOYTEC-Geräte mit Scheduling-Funktion besitzen eine batteriegepufferte Echtzeituhr (RTC). Zeitschaltprogramme können den Status binärer Datenpunkte und Werte von analogen Datenpunkten ändern, dies unabhängig davon, welche Kommunikationstechnologien (CEA-709, BACnet, DALI, M-Bus, Modbus, KNX usw.) tatsächlich zum Einsatz kommen oder ob es sich um einen physikalischen Datenpunkt eines L-IOB I/O Moduls handelt.
Generische Scheduler können – so wie generische Trends und Alarme – erzeugt werden, die weder CEA-709 noch BACnet-Objekte benötigen. Sie sind besonders vorteilhaft beim Erstellen technologieunabhängiger Anwendungen. Generische Scheduler können auf Datenpunkte jeder Technologie schreiben, auch auf Favoriten, und sind somit die ideale Lösung, wenn Zeitabläufe nur durch LWEB-900 konfiguriert werden.
LOYTEC-Geräte mit BACnet-Schnittstelle verwenden für das Zeitschalten standardisierte BACnet-Schedule und BACnet-Kalenderobjekte. Für jedes Zeitschaltprogramm wird ein BACnet-Schedule-Objekt erzeugt. BACnet-Kalenderobjekte werden für die Definition von Ausnahmetagen verwendet. Das BACnet-Schedule-Objekt ermöglicht technologieabhängig nur das Zeitschalten von Objekten eines Datentyps (multistate, analog oder binär). Unterschiedliche Zustände oder Werte je Zeitschaltpunkt sind nicht möglich. Per Client- Mapping kann auf entfernte BACnet Schedule-Server-Objekte zugegriffen werden, um z.B. Zeitschaltparameter auf Fremdgeräten aus- zulesen und zu ändern.
Technologieunabhängige, generische Trendlogs bieten die Möglichkeit, Datenpunktwerte über eine Zeitspanne aufzuzeichnen und zu speichern. Die Aufzeichnung von Datenpunktwerten erfolgt in festen Intervallen, bei definierter Zustandsänderung oder in Abhängigkeit von einem Triggerdatenpunkt. Aufzeichnungsintervalle können an der Systemzeit ausgerichtet werden, um z. B. verschiedene Trendlogs mit 15 Minuten-Intervall zeitsynchron aufzuzeichnen. Für jeden Datenpunkt können Aufzeichnungsbedingungen auf dem LOYTEC-Gerät definiert werden. Dies unabhängig davon, welche Kommunikationstechnologien (CEA-709, BACnet, DALI, M-Bus, Modbus, KNX usw.) tatsächlich zum Einsatz kommen, oder ob es sich um einen physikalischen Datenpunkt eines L-IOB I/O Moduls handelt. Trendlogs können nicht nur lokale, sondern auch entfernt liegende Datenpunkte von verteilten Geräten aufzeichnen. Die Aufzeichnungskapazität eines Trendlogs kann ebenso konfiguriert werden wie die Art des Speichers (Linear- oder Ringspeicher). Geräte mit SD-Karteneinschub oder USB-Port erlauben das Sichern von Trends auf externen Speichermedien. Diese Sicherung kann vom Benutzer über die lokale Bedienung (LCD mit JogDial) oder durch definierte Aktionen ausgelöst werden.
LOYTEC-Geräte mit BACnet-Schnittstelle verwenden BACnet Trendlog Objekte für die Trenddatenerfassung. Diese Objekte sind über das BACnet-Netzwerk für andere BACnet-Geräte und Operator Workstations (OWS) zugänglich. Je BACnet-Trendlogobjekt kann ein Datenpunkt aufgezeichnet werden. Der aufgezeichnete Datenpunkt kann entweder ein lokales BACnet-Server-Objekt oder ein Remote- BACnet-Objekt (Client Mapping) sein.
Ethernet steht für eine Reihe von Netzwerktechniken, die Software (Protokolle usw.) und Hardware (Kabel, Verteiler, Netzwerkkarten usw.) für kabelgebundene, lokale Netze (LAN) beschreiben. Erstmals 1983 als IEEE 802.3 Standard veröffentlicht, ist Ethernet heute die meist verwendete LANTechnik. Als paketvermittelnde Netzwerktechnik gehört Ethernet zu den Schichten 1 und 2 des OSISchichtenmodells, welches die Adressierung und Zugriffskontrolle auf das Übertragungsmedium definieren. Ethernet bildet die Basis für Netzwerkprotokolle wie TCP/IP und UDP/IP und kann somit verschiedenste Anwendungsprotokolle auch gleichzeitig übertragen (z. B. HTTP, FTP, IP-852, BACnet/IP, KNXnet/IP). LOYTEC-Geräte mit Ethernet-Anschluss verwenden 100Base-T (Fast Ethernet) mit 100 Mbit/s und RJ45-Buchse.
Verfügen LOYTEC Geräte über zwei Ethernet-Ports so können diese entweder über den internen Switch miteinander verbunden werden oder es wird jeder der Ports in ein separates IP-Netzwerk konfiguriert.
Werden die Ethernet-Ports für zwei separate IP-Netze konfiguriert, so kann beispielsweise ein Port an ein WAN (Wide Area Network) ange- schlossen werden, um darüber gesichert (HTTPS) zu kommunizieren, während der zweite Port in ein ungesichertes Netzwerk (Gebäude- LAN) konfiguriert wird, wo die typischen Protokolle der Gebäudeautomation ablaufen (BACnet/IP, LON/IP, Modbus TCP usw.). Natürlich verfügen diese Geräte auch über eine eingebaute Firewall, um Protokolle auf den entsprechenden Ports zu isolieren.
Mit dem internen Ethernet-Switch lassen sich Linientopologien (Daisy Chaining) mit bis zu 20 Geräten aufbauen, die die Kosten für den Netzwerkaufbau reduzieren. Zusätzlich ist der Aufbau einer redundanten Ethernet-Vernetzung möglich (Ringtopologie), mit der die Zuverlässigkeit erhöht wird. Die redundante Ethernet-Vernetzung wird durch das „Rapid Spanning Tree Protocol“ (RSTP) ermöglicht, welches von den meisten verwaltbaren (managed) Switches unterstützt wird.
Bestandteil der LOYTEC-Hardware ist eine konfigurierbare Firewall, die über den integrierten Webserver per Browser, OPC XML-DA oder OPC UA konfiguriert und ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Zugriff auf den eingebauten Webserver erfolgt über das sichere HTTPS-Protokoll. Das vorinstallierte Zertifikat ist durch ein eigenes Zertifikat bzw. durch ein von einer Zertifizierungsstelle ausgestelltes Zertifikat ersetzbar. Die Datenübertragung wird mit TLS verschlüsselt. Durch die Verwendung von sicheren Zertifikaten werden „Man in the Middle“-Attacken verhindert. Der OPC UA Server bietet weiters eine sichere Alternative zu OPC XML-DA. Er benutzt das installierte Server-Zertifikat und authorisiert OPC Clients anhand von Zertifikaten.
LOYTEC-Geräte können auch als Teil eines virtuellen, privaten Netzwerks (VPN) basierend auf der OpenVPN-Technologie betrieben wer- den. In einer VPN-Umgebung wählt sich das Gerät in einen VPN-Server ein und authentifiziert sich mittels einem Zertifikat. Das VPN bietet einen sicheren Netzwerkkanal und kann beliebige IP-Protokolle transportieren. In Verbindung mit einem VPN-Server auf einer öffentli- chen Adresse, können VPN-Geräte auch ohne öffentlich erreichbare Adresse angesprochen werden. Das bietet eine sichere Alternative zur Weiterleitung von NAT-Routern und macht die sichere Anbindung von Liegenschaften sehr einfach.
Die Router-Funktion erlaubt im LonMark-System die Verbindung zwischen einem 2-Drahtkanal (TP/FT-10) mit dem Ethernet/IP-Kanal (IP-852). Dazu vermittelt der Router CEA-709 Datenpakete über einen LonMark IP-852 Kanal (LAN, Intranet und Internet). Ebenso integriert ist auch ein Configuration Server, um den IP-852-Kanal zu verwalten.
Die Router-Funktion verbindet einen BACnet MS/TP Kanal mit einem BACnet/IP-Netzwerk. Konfiguriert werden kann der Router so, dass er sich im Netzwerk als BACnet Broadcast Management Device (BBMD) verhält. Ebenso bietet er Foreign Device Unterstützung. Für MS/TP Slave Geräte verhält sich der Router wie ein Slave Proxy.
Die LOYTEC-Geräte bieten Fernzugriffsmöglichkeiten, die vom Umfang her gerätespezifisch sind. Es können Geräteeinstellungen verän- dert, Datenpunkte abgefragt und Konfigurationsparameter angepasst werden. Dazu besteht die Möglichkeit, eine Sicherung der Geräte- konfiguration (Backup) vorzunehmen und zurückzuspielen (Restore). Gleiches gilt für Parameter. Weiters wird der Zugriff auf die ASTTM- Funktionen für Alarming (Alarmmanagement), Scheduling (Zeitschalten) und Trending (Datenaufzeichnung) ebenso unterstützt wie das Auslesen von Alarm- und Trendlogs via FTP. Für die Fehlersuche bieten die Geräte vielfältige Analyse- und Statistikfunktionen für die ver- wendeten Kommunikationsprotokolle. Programmierbare LOYTEC-Geräte bieten zusätzlich eine Online-Testfunktion für die Entwicklung von Anwendungsprogrammen.
Die Remote Network Interface (RNI) Funktion steht zur Verfügung, wenn das entsprechende LOYTEC-Gerät so konfiguriert ist, dass es mit dem FT-Interface (FT-Modus) am TP/FT-10 Kanal betrieben wird. In diesem Modus erscheint das LOYTEC-Gerät wie ein LOYTEC- Netzwerkinterface und ermöglicht somit einen Fernzugriff auf den TP/FT-10 Kanal über eine Ethernet/IP-Verbindung. Das Netzwerk- Interface kann zusammen mit LNS-basierenden Tools wie NL220 oder LonMaker® als direktes Netzwerkinterface betrieben werden. Weiters bietet das RNI zur Fehlersuche den Fernzugriff mittels„Remote LPA“-Funktion (LOYTEC Protocol Analyzer).
WLAN bezeichnet ein lokales Funknetz gemäß des sehr verbreiteten Standards IEEE 802.11. Es erweitert alle Protokolle des kabelgebun- denen Ethernets entsprechender LOYTEC-Geräte zu einer drahtlosen Kommunikation.
Zur Netzwerkintegration in ein WLAN muss das entsprechende LOYTEC-Gerät mit einer W-LAN-Schnittstelle über USB verbunden wer- den. Der USB-Bus versorgt das L-WLAN-Gerät mit Energie und ermöglicht eine automatische Erkennung. Es besteht die Möglichkeit das LOYTEC-Gerät mit einem bestehenden WLAN Access Point zu verbinden, selbst ein WLAN Access Point darzustellen oder ein Mesh- Netzwerk nach dem IEEE Standard 802.11s aufzubauen. Der relativ neue Standard für Mesh-Netzwerke bietet zahlreiche Vorteile. Ein großer Vorteil eines Mesh-Netzwerks ist die Selbstverwaltung des Netzwerks. Geräte, welche als Mesh-Point-Geräte konfiguriert sind, ver- einen sich autonom zu einem Netzwerk, in dem Mesh-Points über andere Mesh-Points in Verbindung treten können. Zur Verschlüsselung des WLAN-Netzwerks kann zwischen den Verschlüsselungsmethoden WEP, WPA und WPA2 gewählt werden. Die Verschlüsselung des Mesh-Netzwerks erfolgt über „Simultaneous Authentication of Equals“ (SAE) – das mit WPA2 vergleichbar ist.
Die LTE-Funktion bezieht sich auf die Mobilfunkstandards für LTE, UMTS/HSPA+ und GSM/GPRS/EDGE. Genehmigt für die Regionen:
GCF* (Global), Verizon*/AT&T*/FCC*/PTCRB* (Nordamerika), CE* (Europa), RCM* (Australien), IC* (Kanada), Anatel* (Brasilien), IFETEL* (Mexiko), CCC* (China), NCC* (Taiwan), KC* (Südkorea), JATE*/TELEC* (Japan), NBTC* (Thailand), ICASA* (Südafrika), FAC* (Russland)
Die entsprechenden LOYTEC-Geräte benötigen dazu das LTE-800 Interface, welches über USB angeschlossen wird und einen einfachen und schnellen Weg zur Anbindung von Liegenschaften bietet. Über einen eingerichteten VPN-Zugang kann auf definierte Dienste zuge- griffen werden. Das LTE-Interface kann auch zum Versenden von SMS verwendet werden. Typische Applikationen sind beispielsweise Fernwartung, Energiemonitoring, Visualisierung einer Liegenschaft oder SMS-Alarmmeldungen.
* in Entwicklung
Gateway-Funktionalität erlaubt den Datenaustausch zwischen allen verfügbaren Kommunikationstechnologien. Realisiert wird dies mit „Connections“, über die Datenpunkte verschiedenster Technologien verbunden werden. Es werden „1-zu-n“-Verbindungen und „m-zu-1“-Verbindungen unterstützt. Connections können einfache oder komplexe Berechnungen beinhalten. Unterschiedliche physikali- sche Einheiten verknüpfter Datenpunkte werden automatisch umgerechnet. Connections können einfach mit Hilfe von Templates erstellt werden. Es wird zwischen Lokalen Connections und Globalen Connections unterschieden. Connections werden manuell oder automati- siert über Smart Auto-ConnectTM mit dem Konfigurations-Tool erzeugt. Vor allem die automatisierte Erstellung von Connections reduziert den Engineering-Aufwand enorm und hilft Fehler zu vermeiden.
Mit Smart Auto-ConnectTM werden auf Basis von ausgewählten Quell-Datenpunkten automatisch Ziel-Datenpunkte generiert und die entsprechenden Verknüpfungen (Connections) erzeugt. Im Prinzip kann Smart Auto-ConnectTM mit allen Kommunikationstechnolo- gien als Quelle eingesetzt werden. Es können aber nur bestimmte Protokolle als Ziel-Technologie gewählt werden. Abhängig von der Verfügbarkeit am jeweiligen Gerätemodell können Datenpunkte für die folgenden Technologien erzeugt werden: CEA-709 (statische NVs), BACnet (Server-Objekte), Modbus (Slave-Register) und User-Register. Hervorzuheben ist hier vor allem das automatische Abbilden von Netzwerkvariablen auf BACnet-Objekte gemäß CEN/TS 15231:2005.
LWEB‐900 kann basierend auf den Daten, die in Trendlogs aufgezeichnet werden, Berichte erstellen. Diese können zum Beispiel dazu die‐ nen, den Energieverbrauch eines Gebäudes zu dokumentieren. Das Erstellen eines Berichts kann auf folgende Arten ausgelöst werden:
Periodisch: Der Bericht wird täglich, wöchentlich, monatlich oder jährlich erstellt. Event: Der Bericht wird erstellt, wenn sich der angegebene Datenpunktwert ändert. Manuell: Der Bericht wird nur erstellt, wenn der Benutzer es manuell anfordert.
Berichte können als PDF, Excel‐ oder Word‐Dateien exportiert und automatisch via E‐Mail versendet werden.
LWEB‐900 stellt für jeden Benutzer eine eigene Perspektive bereit. Ein Benutzer muss sich in das System einloggen und bekommt die auf seine Aufgaben zugeschnittene Perspektive. Eine Perspektive definiert, welche Fenster geöffnet sind und wie diese angeordnet sind. Auf diese Art kann sich ein Benutzer für verschiedene Aufgaben optimierte Perspektiven konfigurieren und schnell zwischen diesen wechseln.
In LWEB‐900 wird durch Zugriffskontrolllisten geregelt, welche Operationen ein Benutzer auf Objekte (z.B. Datenpunkte, grafi‐ sche Ansichten, Parameteransichten, Trendgrafiken) ausführen darf. Um eine einfache Konfiguration zu gewährleisten, können Zugriffskontrolllisten von übergeordneten Objekten geerbt werden.
Um Betriebsparameter über mehrere Geräte hinweg effizient einzustellen, gibt es in LWEB‐900 eine konfigurierbare Parameteransicht. So können beispielsweise Parameter für die Temperaturregelung, Beleuchtungssteuerung oder Jalousiesteuerung in verschiede‐ nen Parameteransichten dargestellt werden. Jede Parameteransicht ist eine Matrix, deren Zellen die Parameterwerte enthalten. In Abhängigkeit von räumlichen Gegebenheiten oder Funktionen können Parameter den Zellen zugeordnet werden. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, Laufzeiten von Jalousien über viele Räume hinweg mit wenigen Mausklicks umzustellen und die Parameter verläss‐ lich in die entsprechenden Geräte zu laden.
Mit der LWEB‐900 Watch‐Ansicht können Werte von Datenpunkten in Echtzeit beobachtet werden. Abhängig vom Datenpunkttyp kön‐ nen die Werte innerhalb der Watch‐Ansicht ganz einfach geändert und editiert werden. Hier kann man sehen was tatsächlich im Netzwerk passiert.
LWEB-900 kann Webcams integrieren, die den ONVIF-Standard unterstützen. Das Scannen des lokalen Subnetzes erkennt Kameras auto- matisch und reduziert damit den Konfigurationsaufwand erheblich. Das Livebild einer Kamera kann zu grafischen Ansichten hinzugefügt werden. LWEB-900 erkennt die Fähigkeiten einer Kamera und bildet Ereignisse (z.B. Bewegungserkennung, Personenzählerinformationen) und Befehle (z.B. PTZ-Steuerung) auf Datenpunkte ab. LWEB-900 zeichnet selbst keine Videos auf, kann aber eine Kamera anweisen, die Aufzeichnung zu starten, wenn ein Alarm auftritt.
Diese Funktion ermöglicht den Zugriff auf mehrere LWEB-900 Server an verschiedenen Standorten mit einem einzigen LWEB-900 Client. Es ist möglich, eine gemeinsame grafische Ansicht zu erstellen, die Daten von den verschiedenen Servern anzeigt. Geräte, Alarme und Benutzer können standortübergreifend verwaltet werden. Um diese Funktion zu aktivieren, muss die LWEB-900-MS-Lizenz auf jedem LWEB-900 Server installiert sein.
Quelle: LOYTEC