Automatisierungslösungen für Rechenzentren
Zhejiang Dafeng Industry, China
Wer über Nachhaltigkeit, CO2-Einsparungen und die gesellschaftliche Verantwortung zur Erreichung globaler Klimaziele spricht, muss die entscheidende Frage stellen: Welche Lösungen stehen zur Verfügung, um einen Großteil des weltweiten Energieverbrauches deutlich zu reduzieren – den Energieverbrauch in Gebäuden? Diese Frage ist nicht nur eine ökologische, sie ist zunehmend auch eine ökonomische. Die Interessen von Investoren und Betreibern sind deckungsgleich: Nur Energieeffizienz-optimierte Gebäude mit entsprechendem Energiemonitoring- und -management sind zukunftsfähige Gebäude.
Mit gewerkeübergreifender Gebäudeautomation, wie wir sie mit PC-based Control bieten, lässt sich nachhaltiges, energieeffizientes Bauen und Wohnen im Sinne eines Green Building realisieren. Alle Gewerke werden auf einer Plattform integriert. Davon profitieren alle Beteiligten der Gebäude-Wertschöpfungskette: Architekten genießen maximale gestalterische Freiheit bei optimaler funktionaler Effizienz; Fachplaner erhalten erhöhte Planungssicherheit bei reduzierter Komplexität; Systemintegratoren profitieren von einem vereinfachten Engineering und erhöhter Prozesssicherheit; Betreiber minimieren ihre Betriebskosten und den Wartungsaufwand; Investoren erhalten größtmöglichen Investitionsschutz.
Auf einen Blick: Ihre Vorteile in der Gebäudeautomation mit PC-based Control
Alle Datenpunkte in einem System
Heizung, Lüftung, Klima
Mit der Softwarebibliothek TwinCAT 3 Building Automation steht ein umfangreiches Paket an Funktionsbausteinen für die Gebäudeautomation zur Verfügung, welche den gesamten Funktionsumfang der HLK-Steuerung abdecken. Damit vereinfacht sich die Arbeit des Systemintegrators bei der Realisierung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik deutlich. Auch Funktionen wie Sommernachtkühlung, Sommerkompensation, Stützbetrieb, Zeitschaltpläne stehen zur Verfügung. Mit Hilfe der HLK-Bausteine lassen sich durch die präsenzabhängige Steuerung von Gewerken weitere Energieeinsparmöglichkeiten ausschöpfen.
Raumautomation
Zur intelligenten Steuerung aller Gewerke werden Beleuchtung, Sonnenschutz, Fenstersteuerung, Heizung, Lüftung und Klima in der Raumautomation auf einer zentralen Plattform miteinander verknüpft. Damit verringert sich die Anzahl der einzelnen physikalischen Datenpunkte und damit die Fehleranfälligkeit. Außerdem ist die Bereitstellung aller Daten in einem System die Grundvoraussetzung für ein erfolgreiches Energiemonitoring. Die Sonnenschutzfunktionen Thermoautomatik und die Lichtlösung zur tageslichtabhängigen Beleuchtungsregelung tragen erheblich zur Energieeinsparung bei. Auch lassen sich klassische Raumbediengeräte via KNX/EIB, Modbus und EnOcean einfach einbinden.
Medientechnik
Durch die Unterstützung der gängigen Protokolle und Schnittstellen der Medien- und Gebäudetechnik ist unsere Automatisierungsplattform in der Lage, alle branchentypischen Geräte und Systeme anzusprechen. Darüber hinaus eröffnet die Integration von AV- und Medientechnik und Gebäudeautomation neue Möglichkeiten, beispielsweise für die einfache Steuerung und Bedienung von Multimediageräten in Meeting- und Konferenzräumen.
Bedienen und Beobachten
Je nach Gebäudetyp bzw. -funktion variieren die kundenspezifischen Anforderungen in Bezug auf Fernwartung, Energie- und Verbrauchsdatenerfassung, Druckluftüberwachung und Zeitschaltung. TwinCAT HMI ist perfekt geeignet, um alle Daten der Gebäudesteuerung und -überwachung zu visualisieren. Die Visualisierung kann an einem lokalen Panel-PC oder einem Control Panel erfolgen, das an einen Industrie-PC oder Embedded-Controller angeschlossen ist. Aber auch jeder HTML5-fähige Browser, z. B. auf Smartphones oder Tablets, kann zur HMI-Visualisierung verwendet werden. Die TwinCAT-IoT-Funktionen ermöglichen außerdem die einfache und sichere Kommunikation mit Cloud-Diensten.
Der Automatisierungsbaukasten für die Gebäudeautomation
Mit einem umfassenden Baukasten an modularen und skalierbaren Soft- und Hardwarekomponenten bieten wir für jede Aufgabe in der Gebäudeautomation eine hinsichtlich Performance, Kosten und verfügbarem Einbauraum exakt zugeschnittene Steuerungslösung. Die PC-basierte Automatisierungsplattform übernimmt Steuerung, Datenverarbeitung, Visualisierung, Fernwartung und Cloud-Anbindung. Dank offener Schnittstellen in Soft- und Hardware eignet sie sich optimal zur zentralen oder dezentralen Steuerung aller Gewerke. Dabei kann die Steuerung lokal oder in der Cloud erfolgen.
Von den leistungsstarken Industrie-PCs für die Management- und Bedienebene, den Embedded-PCs für die Automatisierungsebene bis zu den Busklemmen-Controllern für die Raumautomation profitieren Sie von maximal skalierbarer Leistung. Unser Busklemmensystem unterstützt mit rund 1.000 verschiedenen I/O-Klemmen alle gängigen Sensoren und Aktoren sowie die in der Gebäudeautomation typischerweise genutzten Feldbussysteme. Die feine Granularität des Systems ermöglicht es, immer nur so viele Eingänge oder Ausgänge zu stecken, wie es das jeweilige Projekt erfordert. Zur Verbindung der Gebäudeautomation mit gängigen Datenbanken kann der TwinCAT Database Server in die Projektierung eingebunden werden. In Verbindung mit den TwinCAT-IoT-Funktionen lassen sich auch Datenspeicherung und Monitoring in der Cloud realisieren.
Gebäudeautomation: der Schlüssel zum zukunftsfähigen Gebäude
Zukunftsfähige Gebäude müssen diverse Richtlinien und Normen hinsichtlich Energieeffizienz und Nachhaltigkeit erfüllen. Mit Automatisierungstechnik lassen sich alle relevanten Standards, wie z. B. die EN 15232, realisieren. Diese beschreibt den Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement auf die Energieeffizienz und umfasst eine strukturierte Liste aller Gebäudeautomationsfunktionen und deren Einfluss auf die Energieeffizienz. Außerdem bietet die EN 15232 methodische Unterstützung bei der Definition von Mindestanforderungen an die Gebäudeautomation. Grundsätzlich gilt: je höher der Automatisierungsgrad, desto höher die Energieeinsparung.
Mit einer PC-basierten Steuerungslösung von Beckhoff und den optimierten Funktionen in der Softwarebibliothek TwinCAT 3 Building Automation wird die Energieeffizienzklasse A der DIN EN 15232 erreicht. Betreiber profitieren vom Status ISO 50001-ready und können durch die Erfassung sämtlicher Energieverbräuche von der Energieumlage befreit werden.
Auch ein hoher Smart Readiness Indicator lässt sich mit Beckhoff realisieren. Der von der EPBD definierte Standard gibt an, wie hoch die Fähigkeit eines Gebäudes ist, Funktionen intelligent und bedarfsgerecht anzupassen. So sollte z. B. ein Raum nur dann beheizt und beleuchtet werden, wenn sich jemand in ihm aufhält: Sensoren erfassen den Anwesenheitsstatus und regeln automatisch die entsprechenden Gebäudefunktionen. PC-based Control stellt dafür alle erfassten Daten auf einer zentralen Plattform zur Grundlage eines intelligenten Energiemanagements bereit.
IoT-Funktionen ermöglichen intelligente Gebäudeautomation
Energiedatenerfassung und -management sowie die daraus resultierenden Möglichkeiten zur Optimierung werden für die moderne Gebäudeautomation immer wichtiger. Cloud-Systeme spielen dabei eine zentrale Rolle für das Datenhandling. Mit Gebäudeautomation von Beckhoff lässt sich über die TwinCAT-IoT-Funktionen eine durchgängige Kommunikation von der I/O-Ebene in die Cloud realisieren.
Ein zentraler Vorteil der Cloud-Anbindung ist die Möglichkeit der Zusammenfassung mehrerer Liegenschaften in einem Portfolio. Dies ermöglicht den direkten Vergleich von Gebäudedaten und somit ein Performance-Monitoring. Anomalien im Energieverbrauch können durch einen Vergleich mit ähnlichen Gebäuden schnell erkannt und untersucht werden. Das Monitoring sowie die Benachrichtigung über Störungen können zentral und standortunabhängig über Geräte wie Smartphones oder Tablets erfolgen. TwinCAT Analytics ermöglicht außerdem die Analyse von Gebäudedaten direkt in der Cloud. Die Nutzung von Datenbanken erlaubt die kostengünstige Speicherung der Daten über einen langen Zeitraum und den Vergleich mit regelbasierten Analysen. Mit Predictive Maintenance können durch Verschleiß oder Verschmutzungen entstehende Probleme erkannt werden, bevor es zum Ausfall kommt. Der Einsatz von Machine-Learning-Konzepten ermöglicht die Optimierung von Betriebsstrategien und Regelalgorithmen über die gesamte Betriebszeit und Lebensdauer hinweg.
Mit den in TwinCAT verfügbaren Supplements (z. B. HTTP/Rest, MQTT oder OPC UA) sind keine weiteren Geräte für die Anbindung an Cloud-Systeme notwendig. Die Kommunikation erfolgt direkt aus der TwinCAT-Steuerung an die Cloud. Damit sind die Controller von Beckhoff perfekt als Edge-Geräte einsetzbar.
Anwendungsbereiche
Bürogebäude, Bildungseinrichtungen
PC-based Control für die Gebäudeautomation in Büros und Bildungseinrichtungen
Hotels, Kreuzfahrtschiffe und Bühnen
PC-based Control für die Gebäudeautomation in Hotels, auf Kreuzfahrtschiffen und Bühnen
Gewerbe- und Industriebauten
PC-based Control für die Gebäudeautomation in Gewerbe- und Industriebauten
Infrastruktur
PC-based Control: die intelligente Automationslösung für energieeffiziente Infrastrukturbauten
Beckhoff Technologie-Highlights für die Gebäudeautomation
Intelligente Gebäudeautomation mit PC-based Control
Unsere PC-basierte Steuerungstechnik hat sich seit 1980 weltweit in den unterschiedlichsten Anwendungen, von der Maschinensteuerung über die Automatisierung von Windkraftanlagen bis hin zur Gebäudeautomation, bewährt und wurde schnell zu einem Standard in der Automatisierungsbranche. Es folgten kontinuierlich innovative Produktentwicklungen, die heute als Meilensteine in der Automatisierungstechnik gelten, wie das modulare Busklemmensystem oder der Highspeed-Feldbus EtherCAT. Basis für die universelle Einsetzbarkeit unserer Steuerungslösung ist ihre Modularität, ihre leistungsmäßige Skalierbarkeit und ihre Offenheit.
PC-based Control ermöglicht die durchgängige Automatisierung aller Gewerke auf einer Plattform: von der HLK über die Raumautomation, die Fernwartung und Energiedatenerfassung bis zum Bedienen und Beobachten. Hierfür bieten wir einen umfangreichen Baukasten an Hard- und Softwarekomponenten, der sowohl in einzelnen Gewerken als auch systemübergreifend genutzt werden kann. Robuste Industrie- oder Embedded-PCs mit der Automatisierungsssoftware TwinCAT bilden die zentrale Steuerungsplattform und integrieren SPS, Visualisierung, Sicherheitstechnik und messtechnische Aufgaben. Die gesamte Sensorik und Aktorik wird von unseren I/O-Systemen erfasst. Der echtzeitfähige Feldbus EtherCAT sorgt für hohe Kommunikationsgeschwindigkeit. Durch die Unterstützung aller gängigen Protokolle und Schnittstellen der Medien- und Gebäudetechnik ist PC-based Control in der Lage, alle branchentypischen Geräte und Systeme anzusprechen. Dank der Modularität des Systems muss bei einer Funktionserweiterung nur ein neues I/O-Signal in den Klemmenstrang integriert werden. Für Diagnosefunktionen, z. B. für intelligentes Energiemanagement, stehen diverse TwinCAT-Softwarebausteine zur Verfügung.
Ihr Vorsprung mit PC-based Control:
- Wirtschaftlichkeit: von der Investition über die Umsetzung bis zur Nutzung
- Zukunftsfähigkeit: mit Technologien von heute für die Anforderungen von morgen
- Vernetzung: alle Informationen stehen in einem System zur Verfügung
- Flexibilität: um auf die individuellen Bedürfnisse der Nutzer zu reagieren
- hohe Verfügbarkeit: durch Verwendung offener Standards
EtherCAT-Klemmen automatisieren jede Funktionalität in der Gebäudetechnik
Im Jahr 2003 entwickelte Beckhoff das schnelle Kommunikationssystem EtherCAT. Von uns als offenes System auf den Markt gebracht, wurde es innerhalb weniger Jahre zu einem Weltstandard in der Automatisierung. Mit rund 100 Signalarten steht Ihnen ein umfangreiches EtherCAT- Klemmenportfolio zur Verfügung, das sowohl hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit als auch seiner Varianz hervorragend geeignet ist, um jede Funktionalität in gebäudetechnischen Anwendungen zu automatisieren. Durch die Busklemmen kann eine Vielzahl an einfachen Gebäude-Bussystemen, wie KNX/EIB, DALI-2, DMX, M-Bus, BACnet MS/TP, in die Steuerung integriert werden. Damit sind Kompatibilität und Durchgängigkeit zum bestehenden System gewährleistet; bestehende und zukünftige Investitionen werden geschützt.
Im Unterschied zu den Busklemmen, bei denen das Feldbussignal im Buskoppler auf den internen, feldbusunabhängigen Klemmenbus umgesetzt wird, bleibt das EtherCAT-Protokoll bei EtherCAT-Klemmen bis zur einzelnen Klemme vollständig erhalten. Damit ist es möglich, BACnet MS/TP, DMX und SMPTE-Timecode und anderen Protokollen in die Steuerung zu integrieren.
Universeller Grundbaustein für die Gebäudeautomation: die Beckhoff Busklemme
Die Verdrahtung von I/O-Signalen erfolgt dezentral an Feldbusgeräten oder zentral an der Steuerung. Die verfügbaren herstellerspezifischen Feldbusgeräte mit fester Ein-/ Ausgabekonfiguration und Bauform machen es erforderlich, dass oft ein ganzes Bündel von Geräten mit ähnlichen Funktionen eingesetzt werden muss. Aus dieser aufwendigen Signalerfassung resultieren hoher Material-, Installations-, Planungs- und Dokumentationsaufwand sowie hohe Kosten bei späteren Änderungen.
Mit den Busklemmen haben wir 1995 ein offenes und feldbusneutrales I/O-System auf den Markt gebracht, das aus elektronischen Reihenklemmen besteht. Der Kopf einer elektronischen Reihenklemme ist der Buskoppler, mit Schnittstelle für den Feldbus. Es stehen Buskoppler für alle führenden Feldbussysteme zur Verfügung. Mit den Masterklemmen lassen sich Feldbusfunktionalitäten auch in Form einer Standardbusklemme realisieren. Dies ist besonders für Bussysteme von Vorteil, die als Subsystem in ein übergeordnetes System integriert werden. Damit wird nur ein System für das Subsystem und die übergeordnete Busanschaltung benötigt. Die Masterklemmen sind für folgende Gebäude-Bussysteme verfügbar: DALI-2, DMX, SMI, EnOcean, Modbus, KNX/EIB, MP-Bus und M-Bus.
Beckhoff Produkt-Highlights für die Gebäudeautomation
TwinCAT 3 Building Automation: das umfangreiche Softwarepaket für die Gebäudeautomation
Um das Engineering von Anwendungen in der Gebäudeautomation so effizient und einfach wie möglich zu gestalten, haben wir mit TwinCAT 3 Building Automation (TF8040) einen umfangreichen Baukasten an Softwaretools, -bibliotheken und Applikationsbeispielen entwickelt. Als Grundwerkzeug dient die kostenlose Programmierumgebung TwinCAT Engineering. Sie ermöglicht eine freie Programmierung nach IEC 61131-3 und eröffnet dem Systemanwender ein Maximum an Flexibilität bei der Lösung seiner Aufgaben.
Die Basisfunktionen zur Steuerung aller technischen Gewerke der Gebäudeautomation – von einfachen Logikbausteinen über PID-Regler bis hin zur sonnenstandsabhängigen Lamellennachführung von Jalousien – sind in TwinCAT 3 Building Automation enthalten. Es steht ein umfangreiches Portfolio fertiger Applikationen zur Verfügung. Dabei handelt es sich um praxiserprobte und ausführlich dokumentierte Programmbausteine, die von Anwendungen in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik bis hin zur Raumautomation der Lichtsteuerung reichen. Dies vereinfacht die Einarbeitung in das System, gewährleistet eine hohe Anlagenfunktionalität und erhöht die Wiederverwendbarkeit und Wartbarkeit der erstellten Programme. Zur Einbindung der Steuerung in eine Management- und Bedienebene ist die Kommunikation via BACnet und OPC UA direkt integriert.
Die Anlagenbedienung und -parametrierung kann vor Ort am Schaltschrank via Panel oder aus der Ferne mittels einer integrierten HTML5-Web-Visualisierung über TwinCAT HMI erfolgen. Alle grundlegenden Bedien- und Monitoringfunktionen der Gebäudeautomation, wie Anlagengrafiken, Zeitschaltplanung, Alarm- und Ereignislisten, werden unterstützt.
Die BACnet-Lösung von Beckhoff: skalierbare Performance und hoher Funktionsumfang
Die internationale BACnet-Norm, welche die Interoperabilitat in der Gebäudeautomation zwischen Geräten verschiedener Hersteller gewährleistet, gewinnt zunehmend an Bedeutung und wird stetig um neue Funktionen ergänzt. TwinCAT BACnet kann auf allen unseren Hardwareplattformen – bis in die Feldebene – als durchgängiges Ethernet-Protokoll eingesetzt werden. Die hutschienenmontierbaren Embedded-PCs CX8191, CX9020, CX51xx, die ultrakompakten Industrie-PCs C60xx sowie unsere Panel-PCs sind nach der BACnet-Norm ISO 16484-5 Protokoll Revision 14 zertifiziert und bieten eine leistungsmäßig skalierbare Steuerungsplattform. Die hohen Anforderungen öffentlicher und privater Liegenschaftsbetreiber an die unterstützte BACnet-Funktionalität werden gemäß den Vorgaben AMEV BACnet 2017 mit dem Anwendungsprofil AS-B (erweiterte BACnet-Funktionalität) erfüllt.
Durch die Integration des BACnet-Protokolls in den TwinCAT System Manager ist die effiziente Konfiguration der Busklemmen und der BACnet-Devices mit einem Werkzeug möglich: BACnet-Server und -Clients lassen sich aus der SPS heraus strukturiert anlegen; der Zugriff auf die BACnet-Properties erfolgt direkt aus der SPS. Dies ermöglicht zugleich die effiziente Implementierung von Visualisierungskomponenten. Eine weitere Funktion ist das dynamische Erzeugen von BACnet-Objekten, wodurch nachträglich u. a. Zeitschaltpläne und Trendobjekte erstellt und konfiguriert werden können. Unsere Lösung basiert komplett auf Eigenentwicklung, sodass ein hohes BACnet-Know-how vorhanden ist.
Mit einfacher Konfiguration effizient zur DALI-2-Lichtlösung
Mit der TwinCAT 3 Lighting Solution (TF8050) stellen wir eine über Excel konfigurierbare Lichtlösung vor, die vom Engineering bis zur Wartung auf die Vereinfachung aller Arbeitsschritte setzt. Alle typischen Lichtregelungen sind integriert, die Anzahl der DALI-Linien ist unbegrenzt. Bei ausgedehnten Beleuchtungsanlagen können unsere dezentral im Netzwerk installierten Buskoppler eingesetzt werden, wodurch sich der Verkabelungsaufwand erheblich reduziert. Die Lichtlösung unterstützt außerdem Funktionen wie die Fernbedienung per Web, den Import und Export von Excel-Daten oder einfache Wartungsmaßnahmen. Mit inbegriffen in unsere Lichtlösung sind auch Funktionen für Human Centric Lighting (HCL) sowie die Integration von DALI-2-Sensoren. All diese Funktionen sind auch ohne Programmierkenntnisse einfach zu konfigurieren. Die TwinCAT Lighting Solution ist voll Web- und HTML-fähig und direkt über Multitouch-Panel bedienbar. Schnelle Funktionsänderungen, Adressierungen und Erweiterungen sind im Betrieb möglich, ebenso wie DALI-Linien-unabhängige Gruppierungen.
Ihre Vorteile auf einen Blick:
- größtmögliche Vereinfachung aller Arbeitsschritte
- leicht konfigurierbar und auch als fertig konfigurierte Plug-and-Play-Lösung verfügbar
- einfache Erweiterbarkeit und Wartung
- keine Begrenzung der DALI-Linien
- DALI-Linien-übergreifende Gruppierung
- hardwareunabhängig
- dezentral skalierbar
- umfasst alle typischen Lichtregelungen
CX8191: Embedded-Controller für BACnet/IP zertifiziert
BACnet (Building Automation Control Network) ist ein standardisiertes, herstellerunabhängiges Kommunikationsprotokoll für die Gebäudeautomatisierung. Verwendung findet es in den Bereichen HLK, Lichtsteuerung, Sicherheits- und Brandmeldetechnik.
Der CX8191 ist ein kompakter, hutschienenmontierbarer Controller mit einer Arm® Cortex®-A9, 800 MHz-CPU. Über die geswitchte Ethernet-Feldbusschnittstelle lassen sich die Protokolle BACnet oder OPC UA betreiben. Wahlweise können K-Bus- oder E-Bus-Klemmen angereiht werden; der CX erkennt in der Hochlaufphase automatisch, welches System angeschlossen ist. Programmiert wird die Steuerung mit TwinCAT über die Ethernet-Schnittstelle. In Verbindung mit der BACnet-MS/TP-Klemme EL6861 kann der CX8191 auch als Router zu MS/TP-Netzwerken fungieren. Dabei sind mehrere MS/TP-Netzwerke möglich. Zusätzlich können weitere Protokolle und Dienste wie MQTT oder Modbus TCP/RTU betrieben werden. Somit ist der CX8191 ein nahezu universelles Gerät, das von Steuerungsaufgaben bis hin zu Gateway-Funktionen sehr flexibel einsetzbar ist.
CX9020: Kompakter Embedded-PC mit Multifunktionsinterface
Der Embedded-PC CX9020 eignet sich hervorragend für kleine bis mittlere Projekte im Bereich der Gebäudeautomation. Er ist mit einem lüfterlosen Arm® Cortex®-A8 Prozessor mit 1 GHz ausgestattet. Mit seinen vielfältigen Kommunikationsmöglichkeiten kann er optimal in den Gewerken HLK, Raumautomation und Medientechnik eingesetzt werden. Durch die Unterstützung von BACnet, OPC UA, MQTT und Modbus TCP/IP sowie die Anbindung vielfältiger Subsysteme, wie BACnet MS/TP, KNX/EIB, DALI/DALI-2, DMX, MP-Bus, M-Bus, SMI, EnOcean und Modbus auf der Busklemmenebene, ist der CX9020 in vielen Bereichen der Gebäudeautomation einsetzbar.
In Verbindung mit der TwinCAT 3 Lighting Solution kann mit dem CX9020 die Beleuchtung ganzer Hallen betrieben werden. In der Raumautomation kommt der CX9020 mit der Gebäudeautomatisierungssoftware TwinCAT 3 Building Automation als Steuerung für Verschattung, Licht und Klimatisierung einiger Räume in Frage. Auch Anbindungen an die Mediensteuerung sind möglich.
CX51xx: die performante Gebäudesteuerung
Der leistungsstarke Embedded-PC CX51xx ist − in Verbindung mit der Software TwinCAT 3 Building Automation − die optimale Steuerungsplattform, um Gebäude mit vielen Datenpunkten zu automatisieren. Mit der CX51xx-Serie erhalten Sie eine sehr performante BACnet-Steuerung, mit der Sie problemlos mehr als 2000 BACnet-Objekte bearbeiten können. Natürlich verfügt der CX51xx auch über weitere Möglichkeiten der Anbindung, wie OPC UA, MQTT und Modbus TCP auf der IP-Ebene, sowie eine große Schnittstellenvielfalt zur Integration von Subsystemen, wie BACnet MS/TP, KNX/EIB, DALI/DALI-2, DMX, MP-Bus, M-Bus, SMI, EnOcean und Modbus auf der Busklemmenebene.
Eine DVI-I-Schnittstelle ermöglicht den Anschluss des CX51xx an ein Beckhoff Panel zum Bedienen und Beobachten. Dabei gestattet die Leistungsklasse des CX51xx, neben der SPS auch eine HMI laufen zu lassen. Über TwinCAT lässt sich auch die Medientechnik flexibel mit den gängigen Protokollen integrieren. Somit erhalten Sie eine Steuerung, welche das gesamte Spektrum im Gebäude, von der Heizung, Lüftung, Klimasteuerung über die Raumautomation und Energiemessung bis hin zur Cloud-Anbindung, abdeckt.
CX7000: die vielseitig einsetzbare Kleinsteuerung im Gebäude
Der Embedded-PC CX70xx eignet sich hervorragend zur Realisierung kleiner Stand-alone-Lösungen im Gebäude, wie z. B. einer kleinen Lüftungsanlage. Auch für die Raumautomation ist der CX7000 optimal geeignet. Mit seinen acht integrierten Multifunktionseingängen und vier Multifunktionsausgängen stellt er eine sehr preiswerte Kompaktsteuerung dar.
Natürlich ist der CX7000 mit allen Bus- und EtherCAT-Klemmen flexibel erweiterbar, sodass auch Sub-Bussysteme wie KNX/EIB, DALI/DALI-2, DMX, MP-Bus, M-Bus, SMI, EnOcean und Modbus angeschlossen werden können.
Extrem platzsparend, flexibel erweiterbar und robust: die neue Generation der ultrakompakten Industrie-PCs
Die mit dem C6015 gestartete C60xx-Serie hat sich durch ihre flexiblen Einsatzmöglichkeiten äußerst erfolgreich am Markt positioniert. Als robuster Schaltschrank-IPC, ausgestattet mit einer Intel®-Atom™-CPU, eignet sich der C6015 für Automatisierungs-, Visualisierungs- und Kommunikationsaufgaben. Die geringen Abmessungen und flexiblen Montagemöglichkeiten machen den lüfterlosen Multi-Core-PC zur idealen Steuerung für Anwendungen mit hoher Leistungsanforderung bei minimalem Einbauraum in nahezu allen Bereichen der Gebäudeautomation. Zertifiziert für BACNet/IP, ist der C6015 eine leistungsfähige Steuerung für HLK-Anlagen. Er eignet sich optimal als Edge-Device und macht die Gebäudesteuerung IoT-fähig.
Der C6017 ergänzt die Serie um eine Variante mit weiteren optionalen Schnittstellen. Wegen seiner hohen Rechenleistung und des lüfterlosen Aufbaus eignet sich der C6025 besonders gut für anspruchsvolle Steuerungsanwendungen, die auch den Aspekt der Green-IT berücksichtigen. Mit dem C6030 stehen Vorteile, wie geringer Platzbedarf, universelle Einsetzbarkeit sowie flexible Montage auch für komplexe Applikationen mit höchsten Leistungsanforderungen zur Verfügung. Der C6032 verfügt über eine weitere Platinenebene für modulare Schnittstellen- und Funktionserweiterungen. Durch die Verwendung kompakter PCIe-Module lässt er sich perfekt an die jeweilige Applikation und das Anforderungsprofil in der Gebäudeautomation anpassen.
Raum-Controller BC9191 deckt alle Standardfunktionalitäten ab
Der Raum-Controller BC9191 integriert verschiedene Automatisierungsfunktionen in einem Modul und stellt damit eine kompakte und effiziente Lösung im preissensiblen Bereich der Raumregelung dar. Die vorinstallierten Standardfunktionalitäten decken alle notwendigen Funktionen für die Raumregelung ab und vereinfachen so die Inbetriebnahme. Neben integrierten I/O-Signalen und einer Subbus-Anbindung für Raumbediengeräte verfügt der BC9191 über ein K-Bus-Interface und ermöglicht damit eine modulare Erweiterung mit unseren Busklemmen.
Änderungen der Raumautomatisierungsfunktionen sind in der TwinCAT-Entwicklungsumgebung möglich und ersparen ein aufwendiges Umverdrahten, wie es bei verdrahteten Reglern üblich wäre. Als frei programmierbarer Ethernet-Controller kann der BC9191 auch als dezentrale Intelligenz eingesetzt werden und bietet damit größtmögliche Flexibilität beim Aufbau einer gewerkeübergreifenden, energieeffizienten Raumautomation.
EL6861: BACnet-MS/TP-Klemme
Die serielle Schnittstelle EL6861 ermöglicht den Anschluss von BACnet MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) Geräten über eine RS485-Schnittstelle. Bis zu 32 (bei Verwendung von Ultra-Low-Power-Transceivern bis zu 64) MS/TP-Geräte können angeschlossen werden. Die EL6861 ist nur in Kombination mit TwinCAT und mindestens einem CX9020 zu verwenden, da der in TwinCAT integrierte Treiber BACnet MS/TP die Kommunikation über das MS/TP-Protokoll (BACnet-Revision 12) umsetzt. Die Konfiguration erfolgt ebenfalls in TwinCAT.
Typischerweise werden folgende Geräte an die EL6861 angeschlossen:
- Frequenzumformer
- Pumpen
- Antriebe (vor allem Ventilantriebe)
- Raumbediengeräte
- Kompaktregler (z. B. Volumenstromregler)
Ansteuerung von DMX-Geräten über die DMX-Klemmen
DMX ist das Standardprotokoll für die Ansteuerung von Geräten der professionellen Bühnen- und Veranstaltungstechnik, wie sie zur dynamischen Beleuchtung von Show- und Verkaufsräumen, sowie für exklusive Licht- und Farbspiele in Hotels und Veranstaltungszentren, eingesetzt werden. Bei DMX-Geräten in Form von statischen Lichtquellen werden Farbmischungs- und Helligkeitswerte übermittelt, bei bewegten Lichtquellen werden zusätzlich Raumkoordinaten kommuniziert. Die hohe Übertragungsrate von EtherCAT ermöglicht eine höhere Aktualisierungsrate der Lichteinstellungen und bewirkt, dass die Licht- und Farbwechsel vom Auge harmonischer wahrgenommen werden. Mit der DMX-Masterklemme EL6851 können DMX-Geräte mit drei Achsen, wie z. B. Scanner, Moving Heads oder Spotlights, angesteuert werden. Zusätzlich kann über die EL6851 das RDM (Remote Device Management) Protokoll gefahren werden. Hierzu stehen dem TwinCAT-Nutzer entsprechende Bibliotheken zur Verfügung.
Die DMX-Slave Klemme EL6851-0010 ermöglicht die Anbindung von DMX-Konsolen (oder anderen DMX-Master-Formen). Auf diese Weise kann eine beliebige DMX-Konsole als Bedieneinheit für die Beckhoff Steuerung eingebunden werden. Über die EL6851-0010 können außerdem die Eingangsdaten der DMX-Konsole durch die Beckhoff Steuerung auf beliebige andere Signale im Steuerungssystem verknüpft werden. Neben der DMX-Slaveklemme EL6851-0010 bieten wir auch die Integration von Lichtkonsolen per sACN, Art-Net™, PosiStageNet oder OSC an.
KL6781: Kompakte M-Bus-Lösung macht Spezialhardware überflüssig
Mit der M-Bus-Masterklemme KL6781 werden Strom-, Wasser-, Gas- oder Energiezähler mit M-Bus-Schnittstelle einfach in das feldbusunabhängige Busklemmensystem integriert und machen externe M-Bus-Gateways überflüssig. Die M-Bus-Masterklemme KL6781 erlaubt den direkten Anschluss von bis zu 40 M-Bus-Geräten mit je 1,5 mA Stromaufnahme. Sollen weitere Teilnehmer angeschlossen werden, muss lediglich eine weitere KL6781 in den Busklemmenstrang eingesetzt werden. Die Softwarebibliothek TwinCAT PLC M-Bus, die kostenlos zur Verfügung steht, erleichtert die Anbindung von M-Bus-Geräten zahlreicher Hersteller durch vordefinierte Profile.
KL6821: DALI-2-Klemme zum Anschluss von DALI- und DALI-2 Geräten
Das Digital Adressable Lighting Interface (DALI) ist ein einfaches Bussystem für die Gebäudeautomation, welches die Signale zur digitalen Ansteuerung von Betriebsgeräten der Lichttechnik überträgt. Hierzu werden Leuchten, Sensor-, Taster- und Schaltelemente parallel verdrahtet und über die Steuerung miteinander verknüpft. Auch andere Aktoren, wie Heizventile oder Jalousieantriebe, werden zunehmend digital gesteuert.
DALI bietet folgende Vorteile:
- eine preiswerte Schnittstelle mit einfacher Installation
- die volldigitale Anschaltung von Leuchten und vergleichbaren Geräten
- Alle namhaften EVG-Hersteller unterstützen DALI und DALI-2.
Die DALI/DALI-2-Multi-Master- und Netzteilklemme KL6821 erlaubt den Anschluss von bis zu 64 DALI-/DALI-2-Slaves und 64 DALI-2-Sensoren (Input-Devices). Die KL6821 wird als normale Busklemme in unser Busklemmensystem integriert und ist somit feldbusunabhängig. Der übergeordnete Buskoppler leitet die Daten der DALI-Masterklemme an die Steuerung weiter. Das in der KL6821 integrierte DALI-Netzteil versorgt den DALI-Bus mit Spannung. Darüber hinaus sind keine weiteren Komponenten für den Betrieb des DALI-Stranges notwendig.
KL6581, KL6583: EnOcean-Busklemme und -Transceiver
Die EnOcean-Masterklemme KL6581 empfängt Signale von batterielosen Sensoren oder sendet Daten an Aktoren. Mit einer Reichweite der Funksignale von mindestens 30 m kann die Verdrahtung in einem Gebäude erheblich vereinfacht werden. Die KL6581 ist das Bindeglied zwischen den EnOcean-Sende- und Empfangsmodulen KL6583 und der Applikation. Es dürfen bis zu acht EnOcean-Sender und -Empfänger an eine EnOcean-Masterklemme KL6581 angeschlossen werden. Die EnOcean-Daten werden an das entsprechende Feldbussystem oder die Steuerung übertragen.
KL6301: KNX/EIB-Busklemme
Die KNX/EIB-Busklemme KL6301 verbindet das KNX/EIB-Bussystem mit dem Beckhoff Busklemmensystem. Die KL6301 bietet die Möglichkeit beliebige Daten mit KNX/EIB-Teilnehmern auszutauschen. Die ETS-Software ist für die Konfiguration der KL6301 nicht notwendig. Die Konfiguration und Parametrierung erfolgt über TwinCAT Funktionsbausteine (IEC 61131-3).
Durchgängige Energieverbrauchsmessung in der Gebäudeautomation
Energieeffizienz spielt im Bereich der Gebäudeautomation eine große Rolle. Zur Realisierung einer energetischen Betriebsführung von Gebäuden und Anlagen ist es erforderlich, in möglichst kurzen Zeitintervallen die Verbräuche von Wasser, Strom und Wärme zu erfassen. Zur Unterstützung kostenoptimierender Energiemanagementsysteme bietet PC-based Control die Möglichkeit, Energiedaten über ein vollständig in die Standardsteuerung integriertes Monitoring-System zu überwachen, zu messen und zu analysieren.
Klemmen zur direkten Strommessung:
- 3-Phasen-Leistungsmessung 500 V AC: EL3403, KL3403
- 3-Phasen-Leistungsmessung 690 V AC: EL3413
- Highend-Netzanalyse EL3773
Klemmen zur indirekten Erfassung von Wärme, Gas und Wasser:
EL2564: EtherCAT-Klemme mit 4-Kanal-LED-Ausgang
Die LED-Klemme EL2564 für einfache Dauerlichtanwendungen realisiert mit vier Kanälen die Ansteuerung von Common-Anode-RGBW-LEDs mit integriertem Vorwiderstand über ein einstellbares PWM-Signal. Die Klemme weist eine flexible Eingangsspannung von 5…48 V DC auf. Für beliebige Farbmischungen im Betrieb von Multicolor-LEDs kann der Farbanteil pro Kanal eingestellt werden. Darüber hinaus sind auch Gesamthelligkeit und Frequenz individuell justierbar.
KL2751, KL2761: 1-Kanal-Universal-Dimmerklemmen mit integrierter Diagnose
Die Dimmer-Busklemmen mit einer Nennleistung bis 300 VA (W) bei der KL2751 und 600 VA (W) bei der KL2761 integrieren hohe Leistung auf kompaktem Bauraum und sind für den direkten Anschluss unterschiedlicher Beleuchtungsgeräte, wie LED-Leuchten oder Glühlampen vorgesehen. Die Beleuchtungsgeräte werden erkannt und in der richtigen Betriebsart angesteuert. Eine integrierte Diagnose zeigt die Betriebszustände über LEDs an und stellt die Zustandsdaten über das Bussystem zur Verfügung. Der elektronische Dimmer ist äußerst kompakt und mit einer automatischen Lasterkennung ausgestattet.
KL2602: Busklemme für kontaktschonendes Schalten
Die Ausgangsklemme KL2602-0010 besitzt zwei Relais mit je einem Einzelkontakt. Die Relaisklemme schaltet kontaktschonend im Spannungsnulldurchgang und ist speziell für kapazitive Lasten wie LED-Lampen geeignet. Der Signalzustand der Busklemme wird durch Leuchtdioden angezeigt.
Jalousieklemmen vereinfachen die Verschattung von Gebäuden
Sonnenschutz spielt vor dem Hintergrund der Klimabedingungen und dem Fokus auf Energieeinsparung eine immer größere Rolle. Wir bieten ein umfangreiches Komponentenportfolio zur Jalousiesteuerung: Für Standardanwendungen, wie Jalousien oder Raffstores mit 230 V, eignet sich die Busklemme KL2722 mit interner Verriegelungslogik. Für Rollladenantriebe ist die KL2602 verfügbar. In Kombination mit den Funktionsbausteinen von TwinCAT 3 Building Automation lassen sich damit viele Funktionen realisieren. Im DC-Bereich von 24 – 48 V haben wir die KL2532 im Portfolio. Zur sehr genauen Lamellennachführung eignet sich die KL2552; sie erlaubt den zusätzlichen Anschluss von Encodern. Bei beiden Klemmen ist eine Strommessung integriert. Für Standard-DC-Motoren eignet sich die KL2284.
Die SMI-Masterklemmen KL6831 und KL6841 ermöglichen den direkten Anschluss an das SMI-Bussystem und vereinfachen so die Automatisierung von Jalousien und Sonnenschutzvorrichtungen. In Verbindung mit einem intelligenten Energie- und Beleuchtungsmanagement können die Lamellen entsprechend dem Sonnenstand gradgenau positioniert und nachgeführt werden. Die SMI-Antriebe können Ist-Positionen, Fehlermeldungen und Serviceinformationen an die SMI-Masterklemme zurücksenden.
Größte Flexibilität: Panels und Panel-PCs mit Multitouch
Unsere Panel-Generation mit Multitouch-Display bietet die passende Lösung zur Steuerung und/oder Visualisierung aller Gebäudefunktionen. Auch für Singletouch-Anwender ist die neue Panel-Generation, aufgrund ihres optimierten Preis-Leistungsverhältnisses, eine elegante Alternative.
Die Highlights auf einen Blick:
- Displaygrößen von 7 bis 24 Zoll (16:9, 5:4, 4:3)
- Landscape- und Portrait-Modus
- multitouch (PCT): z. B. für 5-Finger- oder 2-Hand-Touch
- hochwertiges Aluminiumgehäuse, aus dem Vollen gefräst
- Einbau- oder Tragarmgeräte
- Control Panel mit CP-Link 4 oder DVI-/USB-Extended-Technology
- Panel-PCs mit CPUs von Intel® Atom™ bis Core™ i7
- optionale elektromechanische Tastererweiterung
Kostengünstig und leistungsstark: Economy Einbau-Panel-PC für die Steuerung und Visualisierung von Gebäuden
Der Panel-PC CP6606 ermöglicht die Steuerung und Visualisierung aller Gebäudefunktionen. Als kostensparender, aber leistungsfähiger Einbau-Panel-PC der Economy-Serie übernimmt der CP6606 sowohl die Steuerung von HLK-Anlagen als auch deren Visualisierung. Die Displaygröße von 7 und 10,1" ist ausreichend zur lokalen Bedienung und Überwachung der Anlagen. Die Unterstützung von EtherCAT kann genutzt werden, um die benötigten I/O-Klemmen und Sub-Bussysteme mit dem Panel-PC zu verbinden. Der zweite Ethernet-Port kann für die Verbindung des Panel-PCs mit anderen Systemen und der Gebäudeleittechnik verwendet werden, z. B. über BACnet/IP oder das OPC-UA-Protokoll.
Mit TwinCAT HMI schnell zur individuellen Bedienoberfläche
TwinCAT HMI setzt konsequent auf weit verbreitete IT-Standards wie HTML5, Java Script und CSS. Durch die Integration eines vollgrafischen Editors mit einer umfangreichen Toolbox in die gewohnte TwinCAT-Engineering-Umgebung ist die Erstellung umfangreicher Visualisierungsseiten mit wenig Aufwand möglich. Kundenspezifische Funktionen, die nicht Bestandteil der Visualisierungstoolbox sind, können über oben genannte IT-Standards oder auch höhere Programmiersprachen umgesetzt werden. Die erstellten Visualisierungen sind clientseitig plattformunabhängig und responsiv. Die leistungsfähige Basisarchitektur ermöglicht zahlreiche Anwendungsszenarien: von der lokalen Panel-Lösung bis zu Multi-Client-, Multi-Server- und Multi-Runtime-Konzepten.
Wir setzen auf IT-Standards:
- Visual Studio® für das Engineering
- HTML5 für das Design
- TLS für die sichere Kommunikation
- Ausführung der Bedienoberfläche auf jedem HTML-fähigen Browser
Mit Beckhoff einfach und sicher in die Cloud
Mit TwinCAT IoT lässt sich eine nahtlose Anbindung der Automatisierungsplattform an Cloud-Dienste realisiert werden. Dabei kann die IoT-Anbindung wahlweise über die Beckhoff Steuerung oder zu einer Fremdsteuerung erfolgen – oder auch ganz ohne Steuerung über einen IoT-Koppler. Für die einfache und sichere Kommunikation mit der Cloud stehen standardisierte Protokolle wie AMQP, MQTT und OPC UA zur Verfügung. Den direkten mobilen Zugriff auf TwinCAT-Prozessdaten erlaubt die TwinCAT IoT Communicator App. Die lückenlose und zyklussynchrone Datenerfassung erfolgt über TwinCAT Analytics, welches die Datenspeicherung und Analyse in der Cloud sowie die vorausschauende Wartung von Gebäuden und Anlagen ermöglicht.
Systemintegratoren können mit der den TwinCAT-IoT-Funkionen den Engineeringprozess verkürzen, schneller auf Planänderungen reagieren und die Anbindung einer Private- oder Public-Cloud direkt in die Standardsteuerung integrieren. Gebäudebetreiber erhalten über die Cloud-Anbindung einen schnellen sowie orts- und zeitunabhängigen Zugriff auf alle erfassten Energieverbrauchsdaten. Übersichtliche Trendaufzeichnungen bilden die Grundlage für ein verbessertes Energiemanagement im Smart Building. Ungewöhnliche Ereignisse im Betriebsablauf, z. B. ein sprunghafter Anstieg des Wasserverbrauchs, können als Alarm an den Bediener gemeldet werden. Ein Rohrbruch kann auf diese Weise frühzeitig erkannt und Folgeschäden vermieden werden.
Beckhoff unterstützt OPC UA als durchgängige Kommunikationsplattform
OPC UA gewinnt auf allen Ebenen der Automatisierungspyramide an Bedeutung: Die Skalierbarkeit reicht vom kleinen 15-kB-Footprint in Embedded-Sensoren bis in die ERP-Ebene bei SAP und in die Cloud. OPC UA hat seinen Ursprung in der Automatisierungstechnik, ist aber branchenneutral und wird somit auch in den Bereichen Gebäudeautomation und Smart Metering zunehmend als durchgängige Kommunikationsplattform eingesetzt.
OPC UA bietet Plattformunabhängigkeit sowie Skalierbarkeit vom Sensor bis in die ERP-/Cloud-Ebene. Security-by-Design liefert Sicherheitskonzepte mit Benutzerauthentifizierung, der Signierung von Nachrichten und der Verschlüsselung übertragener Nutzdaten bereits im OPC-UA-Stack. Gerade die Spezifikation von Informationsmodellen macht OPC UA interessant für andere Organisationen. Diese können ihre bestehenden Objekte im UA-Namensraum organisieren, also das „Was-wird-kommuniziert?“ definieren, während OPC UA mit „Wie-wird-kommuniziert?“ den sicheren Transport und die Zugriffsrechte regelt.