Gebäudesystemtechnik
|
Elektrotechnik
LCN - Produkte und realisierte Anlagen
ep7/2005, 5 Seiten
Sortiment im Überblick Das von der Firma Issendorff Mikroelektronik (www.lcn.de) entwickelte Bussystem LCN zeichnet sich durch eine nahezu universelle Einsetzbarkeit (Tafel ) im Bereich der modernen Gebäudetechnik aus. Die Vielfalt an Funktionen wird dabei durch eine überschaubare Anzahl von Produkten (weniger als 100) realisiert. Für die nachfolgenden Ausführungen wird das verfügbare Artikelsortiment gemäß Bild in · Bus-Module · Peripherie · Sensoren und Wetterstation · Fernsteuerung und Transponder · Koppler und · Software eingeteilt. Auf den ersten Blick wird man in diesem Sortiment die für die Gebäudeinstallation unentbehrlichen Taster vermissen. Aber LCN kann mit nahezu jedem beliebigen Tastersortiment kombiniert werden und kommt daher ohne ein eigenes aus. Die Komponenten des Systems stehen je nach vorgesehenem Einsatzweck und Bedarf als Hutschienen- oder als Unterputz-Module zur Verfügung. Bus-Module Die adressier- und programmierbaren Bus-Module (Bild ) bilden die Basis des LCN-Systems. Jedes Bus-Modul enthält einen Mikroprozessor mit einem Speicher. In einem Teil dieses Speichers ist das Systemprogramm abgelegt. Dieses Programm ist bereits bei der Auslieferung durch den Hersteller installiert. Der andere Teil des Speichers dient zur Aufnahme der Informationen, die die Funktionalität des Moduls bestimmen und wird durch den Anwender programmiert. Die Bus-Module sind über die Datenader (D), den Neutralleiter (N) und den Außenleiter (Lx) mit dem LCN-Bus verbunden. Über den LCN-Bus erfolgt sowohl der Datenaustausch zwischen den daran angeschlossenen Bus-Modulen als auch die Speisung der Module und die Versorgung der angeschlossenen Verbraucher. Der interne Aufbau der verschiedenen Bus-Module ist weitgehend einheitlich. Unterschiede gibt es vor allem bezüglich der Bestückung mit Sensor- und Aktorschnittstellen. Bei den Aktorschnittstellen sind - je nach Bedarf - verschiedene Schaltleistungen (300 VA, 500 VA oder 2000 VA) möglich. Die Sensorschnittstellen können nicht nur als Eingänge zum Anschluss verschiedener Sensoren genutzt werden. Durch eine geeignete Beschaltung der T-, P- und I-Schnittstelle (auch Sensorports genannt) können diese auch als Ausgänge - also bidirektional - genutzt werden. Die Bus-Module sind daher außerordentlich flexibel einsetzbar. LCN kommt deshalb auch mit lediglich sieben Bus-Modulen (Tafel ) aus. Schalt- und Dimmmodule. Zum Schalten und Dimmen (im Phasenanschnitt) stehen drei (vier) Bus-Module für die Montage in der Unterputzdose und als Reiheneinbaugeräte zur Verfügung. Diese Module unterscheiden sich dar- Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 7 538 FÜR DIE PRAXIS Gebäudetechnik LCN - Produkte und realisierte Anlagen H. Möbus, Groß-Düben Bussysteme sind aus der modernen Installationspraxis nicht mehr wegzudenken. Ein leistungsfähiges technisches Konzept und ein an den praktischen Bedürfnissen der Gebäudesystemtechnik orientiertes Produktsortiment sind die entscheidenden Faktoren für den Erfolg eines Systems. Ausgehend von der in [1] erläuterten Systemarchitektur werden nachfolgend das Produktsortiment und Einsatzbeispiele von LCN vorgestellt. Autor Dr. Ing. Horst Möbus, Groß Düben, ist freiberuflich als IT-Berater, Fachautor und Honorardozent tätig. LCN-Komponenten Bus-Module Peripherie Sensoren/ Wetterstation Fernsteuerung/ Transponder Koppler Software Artikelsortiment im Überblick Tafel Einsatzmöglichkeiten Sicherheit · Alarmtechnik · Brandmeldetechnik · Zugangskontrolle · Schließsystem · Rollladensteuerung · Panik-Taster und Ansteuerungen · Anwesenheitssimulation · Bedientableaus · Visualisierung Energieoptimierung · Sonnenschutz · Rollladensteuerung · Einzelraumregelung · Kontrollierte Lüftung · Heizungssteuerung und -regelung · Lüftungssteuerung und -regelung · Begrenzen von Verbrauchern · Abschalten nicht notwendiger Verbraucher · Freischaltung von Verbrauchern · Erfassung und Auswertung von Wind-, Regen-, Temperatur- und Lichtsensoren · Erfassung und Auswertung von Impulsen durch Leistungszähler · Erfassung und Auswertung von analogen Messwerten in den Bereichen 0...1 V, 1...10 V und (0)4...20 mA Komfort · Schalten und Dimmen · Memorydimmer · Lichtszenen (100 pro Ausgang) · Fernbedienung (drei Betriebsmodi) · Zentralsteuerungen aller LCN-gesteuerten Funktionen · Rollladensteuerung · Anwesenheitssimulation · Automatisieren von ständig wiederholenden Steuerungen · Bedientableaus · Visualisierung über hinaus vor allem bezüglich der Schaltleistungen der Ausgänge, der vorhandenen Sensorschnittstellen und der Möglichkeit zur Ansteuerung von Beleuchtungsanlagen. Sensormodule. Zur Anbindung von Tastern, Temperatursensoren und Bewegungsmeldern ist das Sensormodul konzipiert. Dieses Modul unterscheidet sich vom Schalt- und Dimmmodul für die Unterputzdose durch das Fehlen der Ausgänge. Für spezielle Anwendungsfälle gibt es ein Sensormodul, dessen Speisung durch 24 V Kleinspannung erfolgt. Tableauschnittstelle. Zur Auswertung und Visualisierung von Statusmeldungen wird die Tableauschnittstelle verwendet. Das Modul verfügt lediglich über einen I-Port. Es können aber 12 Lämpchen direkt angesteuert werden, wobei die Zustände AUS, EIN, BLINKEN und FLACKERN möglich sind. Gleichzeitig steht ein Tastenfeld mit 8 Tasten zur Verfügung. Die Tableauschnittstelle ist speziell zum Anschluss verschiedener Folientableaus konzipiert. Hochleistungs-Schalt- und Dimmmodul. Dieses Bus-Modul unterscheidet sich von den anderen Schalt- und Dimmmodulen durch eine deutlich höhere Schaltleistung (2 kVA) und findet vor allem in der Beleuchtungstechnik Verwendung. Wegen der Abmessungen seiner Kühlkörper wird dieses Gerät gesondert auf einer Montageplatte montiert. Peripherie Unter dem Oberbegriff Peripherie werden nachfolgend Komponenten zusammengefasst, die recht unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Seitens des Herstellers wird zwischen · Tastereingängen · Binäreingängen · Ausgängen und · Zubehör unterschieden. Diese Komponenten werden direkt mit den Sensorports bzw. den Ausgängen der Bus-Module verbunden. Aus der Sicht der Funktion, die diese Komponenten realisieren, lassen sich folgende Unterscheidungen vornehmen: Verbindung unterschiedlicher Taster mit den Bus-Modulen. Die als Tastereingänge angebotenen Komponenten sind letztlich Kabelsätze zum direkten Anschluss konventioneller Taster sowie diverser EIB-/Instabus-Taster. Zur Überbrückung größerer Entfernungen (max. 100 m) zwischen den Tastern und dem Bus-Modul stehen Tastenumsetzer (Bild ) zur Verfügung. Sie gestatten die Parallelschaltung beliebig vieler Taster an einen Eingangs- Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 7 539 Gebäudetechnik FÜR DIE PRAXIS D N Lx Tastaturanschluss für Tastenfeld, A/D-Wandler Impulssensoranschluss für IR-Sensor, Kopplungen... Peripherieanschluss für Binär- und Relaismodule (z. B. 8 x 16 A/230 V) Ausgang 1 230 V/300 VA bzw. 500 VA oder 2000 VA (dimmbar) Ausgang 2 230 V/300 VA bzw. 500 VA oder 2000 VA (dimmbar) Daten Neutralleiter Außenleiter Aktoren und Sensoren eines Bus-Moduls Bus-Modul T- I- P-Port A1 A2 sonst. Merkm. Universal Schalt- und Dimmmodul UP ja ja - 300 VA 300 VA DSI Universal Schalt- und Dimmmodul REG ja ja ja 500 VA 500 VA DSI/0...10 V Schalt- und Dimmmodul REG ja ja ja 300 VA 300 VA - Universal-Sensormodul UP ja ja - - - - Universal-Sensormodul UP 24 V ja ja - - - - Tableauschnittstelle REG - ja - - - LED/Taster Hochleistungs-Schalt-und Dimmmodul ja ja ja 2000 VA 2000 VA DSI/0...10 V Tafel Ausgewählte Leistungsmerkmale der Bus-Module kanal. Interessante Anwendungsmöglichkeiten bieten sich durch die Kombination von Tastereingängen (Bild ) mit den entsprechenden EIB-Tastern, da die in diesen Tastern integrierten Leuchtdioden einzeln angesteuert werden können (AN, AUS, BLINKEN, FLACKERN) und mit dieser Kombination kleine Tableaus realisierbar sind. Schalten induktiver und kapazitiver Lasten. Wenn eine größere Anzahl induktiver und/oder kapazitver Lasten und/oder größere Leistungen zu schalten sind bzw. eine galvanische Trennung der Last vom Bus-Modul nötig ist, werden Relaismodule eingesetzt. Sie sind wiederum als Reiheneinbaugeräte und zur Montage in der Unterputzdose verfügbar. Die Ansteuerung der Relaismodule kann über die Ausgänge 1 und 2 aber auch über den T- oder den P-Port erfolgen. In diesem Fall werden also die Sensorports als „Ausgang“ benutzt. Ansteuerung digitaler Vorschaltgeräte. Zur Ansteuerung digitaler Vorschaltgeräte (DSI1)- EVG) steht ein spezielles Modul zur Verfügung. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit dimmbare EVGs über die 1...10-V-Schnittstelle anzusteuern. Abfrage von Meldekontakten und Messwerten. Meldekontakte und Messwerte werden über Binärsensoren abgefragt. Mit einem Stromsensor kann das Fließen von Wechselstrom im Bereich von 100 mA bis 16 A erkannt werden. Ein Analog-Digitalwandler wandelt als analoge Größen vorliegende Ströme und Spannungen zur digitalen Weiterverarbeitung in den Bus-Modulen um. Bedienung und Anzeige. Neben der bereits erwähnten Möglichkeit zur Nutzung von EIB-Tastern zur Bedienung und Anzeige gibt es Folientableaus mit wahlweise 8 oder 16 Tasten und LED. Mit diesen Tableaus kann die Bedienung von Beleuchtungen, Rollladen oder Beschattungssystemen zentral erfolgen, und der Benutzer erhält eine Rückmeldung über den aktuellen Status. Ein noch leistungsfähigeres System wird in Form von Grafik-Touch-Modulen durch die Firma LCNvision angeboten. Mittels der Software Touch Edit kann dieses Steuer- und Anzeigemodul entsprechend den konkreten Gegebenheiten frei programmiert werden. Fernsteuerung und Transponder Die Verwendung von Infrarotsendern und -empfängern sowie der Einsatz von Transpondern bietet sich vor allem zur Einrichtung von Fernbedienungen und Zugangskontrollsystemen an. Fernsteuerung. Zum LCN-Sortiment gehört ein IR-Empfänger, der wegen seiner geringen Größe direkt hinter Schalterblenden montiert werden kann. Befindet sich das Bus-Modul nicht in unmittelbarer Nähe des IR-Empfängers, so kann der IR-Empfänger mittels eines Impulsverstärkers bis zu einer Entfernung von 100 m mit dem Bus-Modul verbunden werden. Als Sender stehen wahlweise ein Miniaturhandsender (Reichweite ca. 10 m) mit 4 Tasten und ein Hochleistungshandsender mit 16 Tasten und einer Reichweite von ca. 100 m zur Verfügung. Die 4 Tasten des Miniaturhandsenders erscheinen zunächst etwas bescheiden. Da sich aber neben der Standardebene mit den Tasten 1-4 noch drei weitere Ebenen realisiert lassen, kann man mit diesem Miniaturhandsender bis zu 16 Tasten nachbilden. Transponder. Zur Realisierung spezieller Aufgaben (z. B. personenbezogene Zutrittskontrollsysteme) stehen Transponder im Scheckkartenformat oder als Schlüsselanhänger zur Verfügung. Das dazugehörige Transponder-Auswertesystem ist inklusive Antenne zur Unterputzmontage geeignet. Sensoren Zum Sortiment gehören Sensoren zur Erfassung von Größen wie Wind, Regen, Temperatur und Licht. Diese Sensoren sind auch in kombinierter Form als Wetterstation (Bild ) und mit einer für die Anbringung im Freien geeigneten Schutzart (IP 65) erhältlich. Zur Raumüberwachung stehen ein Radarsensor und ein Infrarot-Bewegungsmelder zur Verfügung. Koppler Da die Programmierung der Bus-Module mittels eines PC-Programmes realisiert wird, benötigt man zur Ankopplung des Computers an den LCN-Bus einen PC-Koppler. Dieses Gerät wird über die serielle Schnittstelle (COM1 oder COM2) mit dem PC verbunden. Der Anschluss an den LCN-Bus erfolgt in der bei den Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 7 540 FÜR DIE PRAXIS Gebäudetechnik Tastenumsetzer in verschiedenen Bauformen a) Hutschienen-Modul b) Unterputz-Modul Universalkabel für EIB-Tastsensoren Wetterstation - Kombination von Wind-, Licht- und Regensensor 1) DSI (Digital Seriel Interface) und 0...10 V sind als Schnittstellen in der Lichttechnik von Bedeutung. Bus-Modulen üblichen Weise, also über die Datenader sowie den Außen- und den Neutralleiter. Das zur Programmierung benötigte Koppelmodul braucht nur zum Zwecke der Anlageneinrichtung mit dem LCN-Bus verbunden werden und kann danach wieder entfernt werden. Zur Gruppe der Koppler gehören weiterhin Trennverstärker und Lichtleiter-Koppler, zur datentechnischen Verbindung von Unterverteilungen, sowie ein Segmentkoppler. Diese Koppler werden immer dann benötigt, wenn umfangreichere Anlagen (mehr als 250 Bus-Module) errichtet werden sollen bzw. spezielle Anforderungen (Überbrückung größerer Entfernungen, galvanische Trennung von Anlagenteilen) zu erfüllen sind. Software Die Tatsache, dass es sich bei LCN letztlich um ein Netz miteinander verbundener Mikrorechner handelt, schafft günstige Voraussetzungen dafür, einen PC nicht nur zur Programmierung der Anlage zu nutzen, sondern bei größeren Projekten einen in die Anlage integrierten Computer zur Realisierung zentraler Steuerungs-, Überwachungs- und Visualisierungsfunktionen zu nutzen. Software zur Programmierung. Zur Parametrierung einer LCN-Anlage stehen zwei Programme - eine DOS- und windowsbasierte Lösung (Bild ) - zur Verfügung. Beide Lösungen sind einfach bedienbar. Die Parametrierung der Bus-Module erfolgt in einer für den Elektrohandwerker verständlichen Sprache. Die Programme erfassen selbständig die im Netz vorhandenen Bus-Module und machen diese der Programmierung zugänglich. Erstellte Programmierungen können in Dateien abgespeichert und ausgedruckt werden. Das Umprogrammieren von Anlagen ist bei laufendem Betrieb möglich. Die windows-basierte Lösung erlaubt es darüber hinaus, programmierte Anlagen auszulesen und bei Bedarf zurückzuspeichern. Einmal programmierte Funktionen können aus einer Datenbank in eine neue Anlage übernommen werden. Im Unterschied zur DOS-basierten Lösung sind mit der Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 7 541 Gebäudetechnik FÜR DIE PRAXIS Benutzerfreundliche Programmiersoftware erleichtert die Einarbeitung windowsbasierten Programmiersoftware Anlagen auch offline parametrierbar. Steuerung und Visualisierung. Zur Realisierung zentraler Steuerungs- und Visualisierungsfunktionen steht ein umfangreiches, modular aufgebautes Programmsystem (Bild ) zur Verfügung. Damit können mittels eines Computers an zentraler Stelle Störungsmeldungen ausgegeben und bei Bedarf Eingriffe in die Anlage erfolgen. Eine softwaregesteuerte Zeitschaltuhr erlaubt es, bestimmte Aktivitäten langfristig zu programmieren. Eine interessante Lösung ist ebenfalls das Zugangskontrollsystem, das mittels Infrarottechnik bzw. Transponder und der Zugangskontrollsoftware realisiert werden kann. Der Visualisierung von Systemzuständen sind durch den Einsatz eines Computers an zentraler Stelle kaum Grenzen gesetzt. Realisierte Anlagen Seit der Markteinführung vor mehr als einem Jahrzehnt wurden LCN-Module in einer Vielzahl von Anlagen eingesetzt. Dazu gehören Teillösungen zur Lüftungs- und Rollladensteuerung oder zur Treppenhausbeleuchtung mit nur einem Bus-Modul ebenso wie Komplettinstallationen in Eigenheimen und kleinen Pensionen mit einigen dutzend Modulen, aber auch Großobjekte mit tausenden von Modulen. Die obligatorische Frage nach den typischen Einsatzfällen des Systems lässt sich daher eigentlich nicht beantworten. LCN ist eben ein universelles System für (fast) alle Fälle. Bedingt durch seine konzeptionelle Nähe zu den Rechnernetzen verfügt dieses System über hervorragende Voraussetzungen zur Kopplung mit anderen Systemen. Einige - mehr oder minder willkürlich - ausgewählte Beispiele zeigen die nahezu uneingeschränkten Einsatzmöglichkeiten dieses Systems. Pensionen, Restaurants, Hotels. Der Einsatz eines Bussystems ist gerade bei Gebäuden mit höheren Anforderungen an Komfort, Sicherheit und Optimierung des Energieverbrauchs nahe liegend. Es ist daher nicht verwunderlich, wenn LCN in einer Vielzahl von Pensionen und Hotels eingesetzt wird. Der jeweils realisierte Anlagenumfang ist zwar von Anlage zu Anlage, je nach den Wünschen des Bauherren, verschieden. Typisch ist bei diesen Anlagen jedoch die Realisierung von Funktionen wie: · Lichtsteuerung mit speziellen Szenen in den verschiedenen Bereichen, wie Außenbereich, Rezeption, Restaurants, Konferenzräume usw. · Sonnenschutz und Fenstersteuerung · Steuerung der Schrankenanlage für Zufahrt und Hotelgarage · Steuerung von Konferenz- und Multifunktionsräumen einschließlich Anbindung von Medientechnik (Projektoren, Beschallung) · Störmeldeverarbeitung · Überwachung und Visualisierung von Tür-und Fensterkontakten · Notruferfassung für spezielle Bereich (z. B. Wellness, Räume für Behinderte) · Kopplung zu Fremdsystemen (Medientechnik, Beleuchtung, Heizung/Klima/Sanitär usw.) Viele der in diesem Bereich realisierten Funktionen sind natürlich auch in Gebäuden wie Seniorenheimen, Schulen, Kindergärten und ähnlichen Einrichtungen von Interesse. Ampelanlagen für Rennstrecken. Die Ampelanlagen von Rennstrecken (Bild ) stellen bezüglich der Funktionssicherheit extrem hohe Anforderungen. Dazu kommt, dass Ampelstandorte über größere Distanzen (LWL-Verbindung) angesteuert werden müssen und dass die Rückmeldungen in die Tableauhierachie (Start-Bereichs- und Zentraltableau) eingebunden werden müssen. Die Ampelanlagen der Rennstrecken im Motorpark Oschersleben und auf dem Lausitzring bei Senftenberg werden über LCN-Module gesteuert. Zweckbauten. Unter dem Oberbegriff Zweckbauten werden vor allem Industriebauten, Messe- und Lagerhallen, Verwaltungsgebäude u. ä. verstanden. Auch in diesem Bereich kann LCN auf eine Fülle interessanter Einsatzfälle verweisen. Hier ist vieles an Funktionen realisiert, was bereits bei den Hotelbauten aufgezählt wurde - wenn auch mit anderer Gewichtung. Darüber hinaus spielen hier naturgemäß Zugangs- und Kontrollsysteme, die Visualisierung, die automatische Meldung von Ausfällen, die Steuerung von Schrankenanlagen und Torantrieben, Videoüberwachung ausgewählter Bereiche und vieles mehr eine Rolle. Dass dabei nicht nur Komfort, Sicherheit und Energieeinsparung von Interesse sein können, zeigt das Beispiel des Verwaltungsgebäudes der Berliner Ärztekammer [2]. Bei diesem Projekt wird Licht als ein entscheidendes Gestaltungselement genutzt. Theater. Wegen der Anbindung der Bühnentechnik, der Lichtregie, der Beleuchtungssteuerung der Probesäle und der Evakuierungsbeleuchtung stellen Theater ganz besondere Anforderungen an die Flexibilität, die Sicherheit und die Kopplungsmöglichkeiten des Bussystems. Projekte wie das Stadttheater Hildesheim oder das Burgtheater in Bautzen zeigen, dass auch hier LCN mit Erfolg im Einsatz ist. Hochhäuser. Bei den in den letzten Jahren in Deutschland errichteten Hochhäusern konnte sich LCN mehrfach als System durchsetzen. So etwa beim Main Tower und beim Frankfurter Bürocenter sowie beim Uptown in München. Derartige Großprojekte zeigen wegen ihrer Größe und den vielfältigen Anforderungen letztlich die Leistungsfähigkeit dieses Systems auf beeindruckende Weise. Fazit Das Bussystem LCN zeichnet sich durch universelle Einsetzbarkeit, eine überschaubare Produktpalette und eine handwerkergerechte Handhabung aus. Da die Einarbeitung [3] in das System, vor allem wenn es um die Errichtung kleiner und mittlerer Anlagen geht, mit überschaubarem Zeitaufwand realisierbar ist, ist das System auch für den Elektrofachmann geeignet, der bisher keine Erfahrungen mit Bussystemen gesammelt hat. Literatur [1] Möbus, H.: Gebäudetechnik mit dem Bussystem LCN. Elektropraktiker, Berlin 59(2005)2, S. 114-117. [2] Möbus, H.: Innovative Lichttechnik mit moderner Gebäudeautomation. Elektropraktiker, Berlin 58(2004)4, S. 420-421. [3] Möbus, H., Gresbrand, N.: Gebäudesystemtechnik mit LCN. 1. Auflage. Berlin: Huss-Medien, Verlag Technik 2002. Elektropraktiker, Berlin 59 (2005) 7 542 FÜR DIE PRAXIS Gebäudetechnik Leistungsfähige Visualisierungssoftware erschließt vielfältige Anwendungsmöglichkeiten Steuerungen von Ampelanlagen auf Rennstrecken stellen zeitkritische Anforderungen
Ähnliche Themen
Autor
- H. Möbus
Downloads
Laden Sie diesen Artikel herunterTop Fachartikel
In den letzten 7 Tagen:
Sie haben eine Fachfrage?