Gebäudesystemtechnik
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Elektrotechnik
PHC - universelle Gebäudesystemtechnik
ep4/2010, 4 Seiten
Erfolgreiches Konzept Das im sauerländischen Lüdenscheid beheimatete mittelständische Familienunternehmen Paul Hochköpper ist in der Branche als Anbieter eines hochwertigen Sortiments moderner Elektroinstallationstechnik bekannt. Neben attraktiven Schalterprogrammen gehört eine umfangreiche Palette zukunftsorientierter Gebäudesystemtechnik zum Angebot, darunter Lichtsteuer- und Funk-Systeme. Mit dem Gebäudeautomationssystem PHC (Peha House Control) ist das Unternehmen seit mehr als einem Jahrzehnt mit Erfolg am Markt. PHC basiert auf einem überzeugenden technischen Konzept und wird seit Jahren auch von anderen Anbietern unter eigenen Produktnamen vertrieben. Systemarchitektur PHC ist ein Haus- und Gebäudeautomationssystem [1, 2], das neben dem Einsatz in Wohnbauten vor allem für die Anwendung in Zweckbauten geeignet ist. Mit dem System sind alle Aufgaben der Gebäudeautomation (Bild ) wie die Licht-, Rollladen- und Heizungssteuerung realisierbar. Peha House Control kann sowohl in vergleichsweise kleinen Anlagen für Wohnbauten als auch in mittelgroßen Anlagen von Zweckbauten wie Hotels, Bürogebäuden, Krankenhäusern, Schulen usw. eingesetzt werden. 2.1 Basisanordnung Eine PHC-Anlage (Bild ) besteht mindestens aus einer Stromversorgung, einem programmierbaren Steuermodul sowie jeweils einem Ein- und einem Ausgangsmodul. Die Steuereinheit und die Ein-/Ausgangsmodule werden über eine 4-adrige RS485-Verbindung miteinander verbunden. Die Länge dieses internen Busses wird mit 1 000 m angegeben und hinsichtlich der Topologie sind Linien-, Stern- und Baumstrukturen zulässig. Elektropraktiker, Berlin 64 (2010) 4 339 Gebäudeautomation FÜR DIE PRAXIS PHC - universelle Gebäudesystemtechnik H. Möbus, Groß Düben In den letzten zwei Jahrzehnten wurde eine Fülle von Systemen zur Haus- und Gebäudeautomation entwickelt. Die einzelnen Angebote unterscheiden sich nicht nur bezüglich des Funktionsumfanges und der verwendeten Technologien, sondern auch hinsichtlich der Bedeutung am Markt. Nachfolgend wird ein vielseitig einsetzbares herstellerspezifisches System vorgestellt, das im deutschsprachigen Raum eine erhebliche Verbreitung erlangt hat. Autor Dr.-Ing. Horst Möbus ist als Honorardozent und Fachautor tätig, Groß Düben. Mit Spannung erwartet. Entdecken Sie unsere Elektriker-Kollektion. Als zuverlässiger Partner von textilen Dienstleistungen bieten wir Ihnen normgerechte Berufs- und Schutzkleidung, kundenindividuelle Corporate Identity Kollektionen und einen Full-Service auf Miet-Basis. CWS und boco sind die international führenden Servicemarken in den Bereichen Waschraumhygiene, Berufskleidung und Schmutzfangmatten. Unser innovatives Komplettangebot macht uns zu Ihrem idealen Partner. Telefon: (0 61 03) 309-0 www.cws-boco.de Wir weisen ausdrücklich darauf hin, dass die e-Marke auf der Imagekleidung nur von qualifizierten Elektrofachbetrieben getragen werden darf, die der Innung angehören und die einen e-Markenvertrag unterzeichnet haben. Besuchen Sie uns. Light+Building 2010 11.-16. April 2010 | Messe Frankfurt Halle 9.0, Stand D30 Elektropraktiker, Berlin 64 (2010) 4 340 FÜR DIE PRAXIS Gebäudeautomation 2.2 Programmierbare Steuereinheit Die programmierbare Steuereinheit (Bild ) bildet den „intelligenten“ Kern einer PHC-Anlage. Das Modul verfügt neben dem internen Busanschluss für die Ein-/Ausgangsmodule über eine weitere RS485-Schnittstelle (externer Bus) zur Verbindung von bis zu 8 Steuermodulen, um größere Anlagen realisieren zu können. Zum Anschluss des Programmier-PCs kann wahlweise eine USB- oder eine RS232-Schnittstelle genutzt werden. Eine weitere Schnittstelle erlaubt den Anschluss eines DCF-Empfängers. 2.3 Adressierung Die Ein-/Ausgangsmodule werden mittels DIP-Schalter (Bild ) adressiert. Es stehen jeweils 5 Schalter zur Verfügung. Damit können bis zu 32 Adressen eingestellt werden. Die Einstellung der Adresse bezieht sich jeweils auf eine Modulklasse. Neben den bereits genannten Modulklassen Ein- und Ausgangsmodulen, werden noch die Klassen Dimmer, Analog-, Multifunktions- und Einbaumodule unterschieden. 2.4 Dimmer - einige Details Die Anzahl der pro Steuereinheit anschließbaren Module ist zwar mit 64 schon vergleichsweise groß. Um aber größere Beleuchtungsanlagen möglichst kostengünstig errichten zu können, gibt es Master-Dimmermodule (An- und Abschnittdimmer), an die jeweils bis zu 4 weitere Slave-Dimmer anschließbar sind. Ein Universal-Masterdimmer ermöglicht den Anschluss von bis zu 31 Slave-Dimmern. Bei diesen Konfigurationen ist lediglich der Masterdimmer mit dem internen Bus (Bild ) verbunden und verfügt über eine Adresse. Zur Ansteuerung von elektronischen Vorschaltgeräten mit einer 1-10-V-Schnittstelle steht ein Analogmodul zur Verfügung. Das Analogmodul und der Masterdimmer eröffnen viele Möglichkeiten zur Errichtung von Beleuchtungsanlagen. 2.5 Anbindung von IR- und Funksystemen Die Nutzung funkbasierter Systeme bietet insbesondere auf der Eingangsseite (sensorseitig) deutliche Vorteile. An das PHC-System kann sowohl das batterielose Easyclick (basierend auf der Enocean-Technik) als auch das Batterien benötigende Easywave angeschlossen werden. Zur Steigerung des Bedienkomforts können darüber hinaus IR-Fernbedienungen eingesetzt werden. Zur Anbindung dieser Technik stehen geeignete Interfaces bereit. 2.6 Systemgrenzen Die räumliche Ausdehnung einer PHC-Anlage ist durch die zulässige Länge des externen und des internen Busses von jeweils 1000 m festgelegt. An den internen Bus können maximal 64 Geräte angeschlossen werden. Da pro Steuereinheit bis 512 Eingänge und bis zu 256 Ausgänge verwaltet werden können, kann eine vollausgebaute Anlage mit 8 Steuereinheiten bis zu 4096 Eingänge und bis zu 2048 Ausgänge verwalten. Neben diesen globalen Grenzen gibt es für die einzelnen Modulklassen die in Tafel aufgeführten Grenzen. Die Anzahl der pro Modulklasse an einer Steuereinheit anschließbaren Geräte ist durchgängig auf 32 begrenzt. Gerätetechnik PHC ist ein nahezu universell einsetzbares System. Mit über 50 Positionen ist das Sortiment zwar noch überschaubar, aber eben nicht mehr auf einen Blick. Die wesentlichsten Komponenten des Systems werden als Reiheneinbaugeräte angeboten. Darüber hinaus sind Unter- und Aufputzgeräte verfügbar. Mit den Systemboxen wird das PHC ist für alle Aufgaben der Gebäudeautomation geeignet Aufbau einer minimalen Anlage: Stromversorgung, Steuereinheit, 1 Ein- und 1 Ausgangsmodul Spannungsversorgung Steuereinheit Eingangsmodul Ausgangsmodul Analogmodul Dimmermodul externer Bus interner Bus max. 64 Module 1000 1 2 3 4 5 OFF Ein-/Ausgangsmodule werden mittels DIP-Schalter adressiert Steuereinheit - „intelligenter“ Kern einer jeden PHC-Anlage Tafel Modulklassen und maximale Anzahl der Ein-/Ausgänge Modulklasse maximale Anzahl Ein-/Ausgänge Eingangsmodule 512 Ausgangsmodule 256 Dimmermodule 64 Analogmodule 32 Multifunktionsmodule 256 Sortiment durch speziell für den modernen Zweckbau geeignete Einbaugeräte ergänzt. 3.1 Eingangsmodule Die zu dieser Modulklasse gehörenden Reiheneinbaugeräte unterscheiden sich bezüglich der Anzahl (8 bzw. 16) und der Spannung (24 V DC bzw. 230 V AC) der Eingänge sowie deren Ausstattung mit oder ohne Rückmeldung. Das Sortiment an Reiheneinbaugeräten wird durch verschiedene UP-Eingangsmodule sowie Bedien- und Meldetableaus ergänzt. Die REG-Eingangsmodule können je nach Bedarf mit attraktiven Schaltern/Tastern und Sensorik kombiniert werden. 3.2 Ausgangsmodule Diese Geräte werden grundsätzlich in der Bauform REG angeboten. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Geräten beziehen sich vor allem auf die Anzahl, die Spannung und die Schaltleistung der Ausgänge. Zur Ansteuerung von Jalousien und Rollläden werden spezielle Module angeboten. 3.3 Dimmermodule Für kleinere Beleuchtungsanlagen gibt es Phasenan- und Phasenabschnittdimmer mit jeweils 2 x 420 W Ausgangsleistung. Größere Beleuchtungsanlagen können über Phasenan- und Phasenabschnitt-Masterdimmer mit jeweils 1000 W Ausgangsleistung und der Möglichkeit zum Anschluss von weiteren 4 Slavedimmern mit eben dieser Leistung realisiert werden. Für ganz große Anlagen gibt es einen Universal-Masterdimmer mit 1000 W Leistung, der mit bis zu 31 Slavedimmern mit ebenfalls 1000 W erweitert werden kann. 3.4 Analogmodule Ein weiteres Dimmermodul gehört zu den Analogmodulen. Dieses Modul verfügt über einen 1-10-V-Ausgang zur Ansteuerung von Leuchten mit elektronischen Vorschaltgeräten. Zugleich kann an dieses Modul ein Lichtsensor angeschlossen werden, um z. B. eine Konstantlichtregelung zu realisieren. Zu den Analogmodulen gehören ebenfalls die Schnittstellenmodule (Funkinterface) zur Anbindung der Funksysteme Easyclick und Easywave. Gebäudeautomation FÜR DIE PRAXIS Masterdimmer Slavedimmer Slavedimmer Slavedimmer interner Bus Master-Slave-Prinzip zur Ansteuerung von Dimmern Attraktive Bediengeräte a) PHC-Taster mit Buskoppler b) Multi-Control-Center hgschmitz.de Das neue Gira Unterputz-Radio RDS wird platzsparend in der Wand installiert. Mit dem gut lesbaren Display zur Anzeige von Informationen und senderspezifischen Daten sowie dem kapazitiven Sensorfeld ist die Bedienung besonders komfortabel. Der vollständig neu konzipierte Lautsprecher verfügt über einen reinen Raumklang - mit dem separat erhältlichen Gira Zusatz-Lautsprecher sogar in Stereoqualität. Weitere Features: Sleep-Modus, Senderspeicher, Möglichkeit zum Anschluss eines MP3-Players (bei Verwendung einer optionalen Gira Cinch-Steckdose). Mehr Informationen: Tel +49(0)21 95 - 602 - 0, Fax +49(0)21 95 - 602 - 339 oder www.gira.de/radio Abbildung: Gira Unterputz-Radio RDS, Schalterprogramm Gira Esprit, Glas Schwarz, Farbe Alu Musik aus der Wand: das neue Gira Unterputz-Radio RDS Besuchen Sie uns auf der Light+Building 2010, Halle 11.1, Stand B17 und B33 RDS-Funktion Überträgt der ausgewählte Sender das RDS-Signal, werden Sendername, Sendefrequenz und die aktuelle Uhrzeit angezeigt, ohne dass dafür Einstellungen vorgenommen werden müssen. Reiner Klang Das Gira Unterputz-Radio RDS bietet mit seinem völlig neu konzipierten Lautsprecher einen reinen Klang - mit dem separat erhältlichen Gira Zusatz-Lautsprecher sogar in Stereoqualität. Kapazitive Sensortechnik Zur Bedienung genügt ein leichtes Berühren der Bedienfläche. Besonders komfortabel: Zum Einschalten des Gerätes reicht ein Fingerdruck auf eine beliebige Taste des gesamten Bedienbereichs. Elektropraktiker, Berlin 64 (2010) 4 342 FÜR DIE PRAXIS Gebäudeautomation 3.5 Multifunktionsmodule Die zur Einbindung von Infrarot-Fernbedienungen benötigten IR-Empfänger gehören zu den Multifunktionsmodulen. Zu dieser Modulklasse gehören auch diverse PHC-Taster (Bild a) mit Busankoppler (interner Bus) und Rückmelde-LEDs. Mit dem Multi-Control-Center (Bild b) verfügt das PHC-System über ein leistungsfähiges und optisch attraktives Bedien- und Anzeigegerät. Das MCC verfügt über 8 Taster mit Rückmelde-LEDs. Das grafikfähige Display kann zu Anzeige von Schaltzuständen, Temperaturen usw. genutzt werden. Die Navigation im Display erfolgt mittels eines Dreh-/Druckknopfes. Zur Programmierung des Multi-Control-Centers wird ein ergänzendes Softwaretool genutzt. 3.6 Sensorik Neben einem zur Klasse der Multifunktionsmodule gehörenden Bewegungsmelder gibt es eine Wetterstation, die über das Multi-Control-Center eingebunden wird. Diverse andere Licht-, Regen- und Windsensoren sowie Bewegungsmelder in verschiedenen Bauformen werden über Eingangsmodule und speziellen Auswerteeinheiten in eine Anlage eingebunden. Zum Aufbau von Heizungssteuerungen gibt es einen UP-Thermostaten, der über ein Eingangsmodul eingebunden wird. 3.7 Einbaumodule Der Begriff Einbaumodule kennzeichnet zunächst einmal eine Bauform. Funktionell handelt es sich bei den auch Systemboxen genannten Modulen um kombinierte Ein-/Ausgangsmodule. Im Detail unterscheiden sich diese Module in der Anzahl der Ein- und Ausgänge und deren Leistungsfähigkeit. In Kombination mit Steckverbindern bieten diese Module insbesondere im modernen Zweckbau (Bild ) vorteilhafte raumbezogene Lösungen. Die Systemboxen sind für die Montage in Zwischendecken und im Unterflurbereich konzipiert. 3.8 Visualisierung Zur Realisierung anspruchsvoller Visualisierungslösungen verfügt das System neben den bereits genannten Bedien- und Meldetableaus sowie dem Multi-Control-Center über ein LCD-Anzeigemodul mit einem 7 Folientasten umfassenden Bedienfeld. Darüber hinaus stehen für komplexe Anlagen Ein- und Mehrplatzlösungen auf der Basis von Windows-Rechnern zur Verfügung. 3.9 Fernzugriff Für den Zugriff über das Telefonnetz gibt es ein Telecontrolmodul. Mittels des OPC-Servers lassen sich systemübergreifende Bedien-und Visualisierungslösungen realisieren. Einarbeitung und Programmierung PHC ist ein universell einsetzbares, recht komplexes Gebäudeautomationssystem, dessen Funktion und Handhabung sich der Elektrofachkraft nicht ohne Mühe erschließt. Man benötigt schon etwas Zeit um sich dessen grundsätzlichen Aufbau zu veranschaulichen und das Gerätesortiment kennen zu lernen. Der Hersteller unterstützt die Einarbeitung in das System mit einer 1-tägigen Basisschulung. Wer diese absolviert hat, ist sicher in der Lage erste überschaubare Anlagen zu realisieren. Die Programmiersoftware (Bild ) ist weitestgehend intuitiv bedienbar und in der Sprache des Praktikers abgefasst, aber das Bedienhandbuch zur Programmiersoftware [3] hat immerhin rund 300 Seiten. Während die Adressierung der an einer Steuereinheit angeschlossenen Module mittels der DIP-Schalter erfolgt, wird die Zuordnung der Eingänge zu Ausgängen bei der Programmierung vorgenommen. Wer erste Erfahrungen gesammelt hat, kann seine Kenntnisse durch zwei Aufbauschulungen von je einem Tag vertiefen. Man braucht zwar nicht Automatisierungsfachkraft zu sein, um PHC zu verstehen, aber Grundkenntnisse bezüglich der Funktion von Elektronik-Komponenten [4] sind unerlässlich. Fazit PHC ist ein vielseitig einsetzbares, praxiserprobtes, herstellerspezifisches Angebot zur Gebäudeautomation, welches bezüglich des Leistungsumfanges mit den standardisierten Systemen vergleichbar ist. PHC ist überall dort sinnvoll einsetzbar, wo anspruchsvolle Anlagen von überschaubarer Größe errichtet werden sollen und wo es darum geht, den Einarbeitungsaufwand in Grenzen zu halten. PHC wurde in den letzten Jahren kontinuierlich fortentwickelt und bietet auch aktuell genügend Raum für Weiterentwicklungen. Literatur [1] PHC - Gebäudesystemtechnik für höchste Ansprüche Prospekt. Paul Hochköpper Gmb H & Co. KG Lüdenscheid 2010. [2] PHC-Planungsmappe Paul Hochköpper Gmb H & Co. KG Lüdenscheid 2009. [3] PHC - Handbuch zur PHC-Systemsoftware ab V2.62. Paul Hochköpper Gmb H & Co. KG Lüdenscheid 2010. [4] PEHA-Technikfibel 2008 Firmenschrift. Paul Hochköpper Gmb H & Co. KG Lüdenscheid 2008. Systemboxen - eine vorteilhafte Lösung für moderne Zweckbauten Programmiersoftware - intuitiv bedienbar und in der Sprache des Praktikers abgefasst Bilder: Fa. Peha RS485 - Bussysteme Die RS485-Schnittstelle ist für die serielle Datenübertragung über größere Entfernungen entwickelt worden. Sie hat im industriellen Bereich vor allem wegen der Toleranz gegenüber elektromagnetischen Störungen weite Verbreitung gefunden. Ein RS485-System kann sowohl als 2-Draht- als auch 4-Draht-Bus aufgebaut werden. Zur Sicherung der Kommunikation zwischen den Teilnehmern bedarf es eines Regelwerkes zur Nutzung des Übertragungskanals.
Autor
- H. Möbus
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