Gebäudesystemtechnik
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Elektrotechnik
SI-System - die etwas andere Hausinstallation
ep7/2008, 5 Seiten
Überschaubare Lösung Die Anfänge der Firma Doepke Schaltgeräte sind eng mit der Entwicklung und Verbreitung des Fehlerstromschutzschalters verbunden. Der Weiterentwicklung dieses Schutzgerätes wird nach wie vor große Aufmerksamkeit geschenkt, aber darüber hinaus sind weitere innovative Produkte entwickelt worden. Dazu gehört das seit Jahren für Wohn- und Zweckbauten angebotene SI-System [1]. Das Kürzel SI steht hier für Strom-Impuls und ist somit ein deutlicher Hinweis auf die technische Basis des Systems. Das Angebot des Herstellers [2] ist zwar vorzugsweise auf Wohnbauten ausgerichtet (Bild ). Wegen seiner modularen Struktur ist dieses System aber durchaus für Zweckbauten geeignet, wobei es bezüglich der Anlagengröße technisch kaum Beschränkungen gibt. Das SI-System gestattet auch der eher schaltungsorientiert denkenden Elektrofachkraft anspruchsvolle Anlagen zu planen und zu errichten. Dabei bleibt alles überschaubar, das verfügbare Produktsortiment, die Einarbeitungszeit und auch die errichtete Anlage in ihren Details. Systemcharakteristik Das SI-System lässt sich im Prinzip mit drei Worten charakterisieren - Stromstoßtechnik perfekt genutzt. Wer mit der Technik der Stromstoßschalter [3] vertraut ist, dem erschließt sich die Funktionsweise des SI-Systems nahezu auf Anhieb. Einige Systemmerkmale lassen sich mittels Bild veranschaulichen. 2.1 Stromstoßschalter Das SI-System basiert auf der Stromstoßtechnik. In allen Geräten, die dazu dienen etwas ein- oder auszuschalten, sind Stromstoßrelais integriert. Die Verwendung von Stromstoßschaltern führt von vornherein zur Trennung von Steuer- und Laststromkreisen. Das SI-System arbeitet auf der Steuerseite grundsätzlich mit 24 V DC. Die Steuerspannung wird entweder zentral über Netzteile bereitgestellt oder dezentral im jeweiligen Gerät erzeugt. Als Steuerleitungen werden ungeschirmte Leitungen mit einen Durchmesser von 0,6 mm verwendet. 2.2 Einzel-, Gruppen- und Vorrangsteuerung Durch zusätzliche Beschaltung können die Stromstoßschalter nicht nur zwischen einem EIN- bzw. einem AUS-Zustand wechseln, sondern sind in der Lage, definiert ein- bzw. auszuschalten. Dazu sind die Geräte mit zusätzlichen Anschlüssen ausgerüstet. Die dort ankommenden Impulse werden über elektronische Bauelemente ausgewertet. Derartige Geräte bezeichnet man gemeinhin als elektronische Stromstoßschalter. Damit lassen sich Verbraucher nicht nur vor Ort ein- und ausschalten, sondern es lassen sich Funktionen wie Zentral-EIN und Zentral-AUS sowie Vorrangsteuerungen realisieren. 2.3 Externe Schaltstellungsanzeige Die Mehrzahl der Geräte verfügt zudem nicht nur über eine interne Schaltstellungsanzeige, sondern ist von vornherein zur Realisierung von externen Schaltstellungsanzeigen vorgesehen. Auf dieser Basis können einfache Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 7 622 FÜR DIE PRAXIS Gebäudeautomation SI-System - die etwas andere Hausinstallation H. Möbus, Groß Düben Aus dem Neubau bzw. der Rekonstruktion kleiner bis mittlerer Wohn- und Zweckbauten resultiert die überwiegende Anzahl der Aufträge des Elektrohandwerks. Diese Anlagen werden vorzugsweise als klassische Installationsanlagen errichtet. Ursache hierfür sind neben dem knapp bemessenen Budget der Bauherren, auch die immer noch bestehenden „Vorbehalte“ der Errichterfirmen gegenüber programmierbaren Lösungen. Autor Dr.-Ing. Horst Möbus ist als Honorardozent und Fachautor tätig, Groß Düben. Beispiele für Steuer- und Überwachungsmöglichkeiten Quelle: Fa. Doepke Systemcharakteristik a) Elektronischer Stromstoßschalter b) Subsysteme Stromstoßrelais Auswerteeinheit Kleinspannung Steuerstromkreise Laststromkreise externe Schaltstellungsanzeige Ein Aus Wechsel Ein/Aus monostabil Ein 24 V/DC 0 V/DC Master Slave M Slave M Hauptgerät Einzellastgeräte Name, Vorname Beruf, Funktion E-Mail Datum Unterschrift Tel.: Fax: Straße/Nr. Postfach Land PLZ Ort Antwort ELEKTROPRAKTIKER Leserservice HUSS-MEDIEN Gmb H 10400 Berlin A 807 Fax 2151-2 oder Fensterumschlag einsenden. Ja, ich bestelle vom -Sonderheft Vertrauensgarantie: Diesen Auftrag kann ich innerhalb von 14 Tagen beim ep-Leserservice, HUSS-MEDIEN Gmb H, 10400 Berlin, schriftlich widerrufen (rechtzeitige Absendung genügt). Kunden-Nr. (siehe Adressaufkleber oder letzte Warenrechnung) Zeitgemäßer Blitzschutz nach VDE 0185-305 Fundamenterder nach DIN 18014:2007 Prüfung von Überspannungsschutzgeräten Sichere und durchdachte Überspannungsschutzgeräte Schäden durch indirekte Blitzeinschläge Erfahrungen beim Prüfen von Blitzschutzsystemen Überspannungsschutz für die MSR-Technik PV-Anlagen: Blitz- und Überspannungsschutz Blitz- und Überspannungsschutz für die EDV Überspannungsschäden und Probleme mit der EMV Leseranfragen N E U -Sonderheft Blitz- und Überspannungsschutz Erneuerbare Energien Messen und Prüfen elektrischer Anlagen und Geräte Photovoltaik aktuell Brand- und Explosionsschutz Gebäudeinstallation Weitere Sonderhefte lieferbar: ______ Exemplar(e) „Messen und Prüfen“ ______ Exemplar(e) „Erneuerbare Energien“ ______ Exemplar(e) „Gebäudeinstallation“ ______ Exemplar(e) „Brand- und Explosionsschutz“ zum Vorzugspreis pro Heft für Abonnenten von nur 10,50 statt 15,00, zzgl. 1,50 Porto und Versand. (Bitte unbedingt rfe/ep-Kundennummer angeben!) Weitere Informationen auch unter www.elektropraktiker.de Bestellen Sie jetzt! Abonnenten mit Vorzugspreis! ______ Exemplar(e) „Blitz- und Überspannungsschutz“ ______ Exemplar(e) „Photovoltaik aktuell“ Visualisierungen zur Anlagenüberwachung und Steuerung realisiert werden. 2.4 Licht und Antriebe steuern Das SI-System ist vorzugsweise auf die Steuerung von Beleuchtungsanlagen und Antrieben (z. B. Rollos) ausgerichtet. Zur Antriebssteuerung werden Stromstoßschalter mit einem Wechsler und Aus-Stellung genutzt. Zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen stehen Dimmer zur Verfügung die lokales Dimmen (inkl. Memory) und zentrales ein- und ausschalten ermöglichen. Ein spezielles Lichtszenensteuergerät erlaubt die Generierung von Lichtszenen. 2.5 Subsysteme Bei Antrieben und Beleuchtungen besteht vielfach die Aufgabe, gleichzeitig mehrere Verbraucher (Rollos, Lichtbänder usw.) zu steuern. Hierzu bietet das SI-Systeme Gerätekombinationen aus einem Hauptgerät (Master) und mehreren Einzellastgeräten (Slave). Hauptgerät und Einzellastgeräte sind über eine 2-adrige Steuerleitung verbunden und bilden jeweils ein Subsystem. Derartige Anordnungen erhöhen den Bedienkomfort und tragen dazu bei die Gerätekosten und den Verkabelungsaufwand zu senken. Gerätetechnik Die zum SI-System gehörende Gerätefamilie ist mit weniger als 50 Positionen (inkl. Zubehör) recht übersichtlich. Das resultiert einerseits aus der Ausrichtung des Systems an sich und andererseits aus der Möglichkeit des Einsatzes anderer handelsüblicher Geräte. So können z. B. Taster und Schalter nach Wunsch des Bauherrn eingesetzt werden. Dabei sind allerdings bestimmte Qualitätskriterien bezüglich der Tastprellzeit und des höchstzulässigen Kontaktwiderstandes einzuhalten. 3.1 Netzteile Die Betriebsspannungsversorgung der SI-Komponenten erfolgt über eine mit 24 V DC gespeiste Leitung. Zur Erzeugung der Kleinspannung werden Systemnetzteile eingesetzt. Bei Bedarf können diese Netzteile auch parallel geschalten werden. Berechnungsgrundlage hierfür ist die Summe der Betriebsstromaufnahme der angeschlossenen Geräte. Bei UP-Geräten wird die Steuerspannung im Gerät erzeugt. 3.2 Last- und Rollosteuerrelais Zum Ein- und Ausschalten von Verbrauchern und zur Ansteuerung von Antrieben gibt es verschiedene Last- und Rollosteuerrelais, die sich bezüglich der Bauform (REG- und UP-Geräte) und der schaltbaren Lasten unterscheiden. Last- und Rollosteuerrelais unterscheiden sich zudem bezüglich der Art des verfüg- Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 7 624 FÜR DIE PRAXIS Gebäudeautomation Ein Aus Wechsel Ein/Aus monostabil Ein 24 V/DC 0 V/DC 230 V/16 A B2 B1 externe Schaltstellungsanzeige Lastrelais - Anschaltung und Funktionen Quelle: Fa. Doepke Rollosteuerrelais - Anschaltung und Funktionen Quelle: Fa. Doepke Lokal Ein/Aus 24 V/DC 0 V/DC B2 B1 externe Schaltstellungsanzeige (max. Leistung) Dimmen Zentral Ein Zentral Aus Memory Ein Universaldimmer - Anschaltung und Funktionen Quelle: Fa. Doepke Fernbedienung - Sender, Empfänger, Rollosteuerrelais und Antrieb Ausgang Stop-Impuls Zentral/Gruppe Ab Zentral/Gruppe Stop Zentral/Gruppe Auf Ab/Stop Auf/Stop Kontrolle/Vorrang Ab Kontrolle/Vorrang Auf externe Schaltstellungsanzeige Ab externe Schaltstellungsanzeige Auf 24 V/DC 0 V/DC 230 V/2 A B2 B1 Vorrang Ab Vorrang Auf 24 V/DC 0 V/DC B2 B1 Ab/Stop Auf/Stop Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 7 baren Kontaktes (Schließer bzw. Wechsler mit Aus-Stellung) und in der integrierten Ansteuerelektronik. Die Unterschiede werden anhand der Bilder und deutlich. Um gleichzeitig mehrere Antriebe ansteuern zu können, steht ein aus einem Hauptgerät und Einzellastrelais (REG und UP) bestehendes Subsystem zur Verfügung. 3.3 Dimmer und Lichtszenensteuergerät Das Dimmen von Beleuchtungskörpern gehört heute fast schon zum Standard und das SI-System bietet hierfür verschiedene Möglichkeiten. So kann z. B. der angebotene Universaldimmer (Bild ) sowohl als Phasenan- als auch Phasenabschnitt-Dimmer betrieben und zur Helligkeitssteuerung von Glühlampen und Hochvolt-/Niedervolt-Halogenlampen mit konventionellen/elektronischen Transformatoren eingesetzt werden. Zur Ansteuerung größerer Leuchtengruppen stehen auch hier, ähnlich wie bei den Rollosteuerungen, subsystembasierte Lösungen zur Verfügung. Mit dem Lichtszenensteuergerät können gleichzeitig bis zu fünf Leuchtengruppen unabhängig voneinander in ihrer Helligkeit eingestellt werden. An das Lichtszenensteuergerät werden die Lastteile als Subsystem angeschlossen. Es können bis zu vier verschiedene Lichtszenen voreingestellt werden. 3.4 Zeitintervallgeber und Signalumsetzer Für eine zeitgesteuerte Ein- und Abschaltverzögerung und das Ein- oder Ausschalten für wählbare Zeitintervalle stehen Timer zur Verfügung. Damit können Anwendungen wie etwa Treppenlicht, Lüfter- und Pumpensteuerungen realisiert werden. Interessante Anwendungsmöglichkeiten eröffnen auch die verschiedenen Signalumsetzer. So können mittels des Spannungs-Pulsumsetzers die elektronischen Potentiometer verschiedener Hersteller als Bediengeräte zum Dimmen genutzt werden. Mit dem Puls-Spannungsumsetzer sowie dem Tastsignalumsetzer können Leuchtstofflampen mit EVGs angesteuert werden. Diese Anwendungen basieren auf der 1-10-V-Schnittstelle [4]. Ein weiterer Signalumsetzer gestattet die Einbindung systemfremder Spannungen von 12-50 V AC/DC bzw. 110-230 V AC/DC in das System. Über diesen Weg können z. B. Zeitschaltuhren, Thermostate oder Fenster- und Türkontakte eingebunden werden. 3.5 Sensorik Zeitgemäße Installationstechnik ist ohne Sensorik nicht mehr vorstellbar. Das SI-System verfügt mit Geräten wie: · Einbaudämmerungsschalter mit Lichtsensor, · kombinierter Helligkeits- und Dämmerungsschalter, · Infrarot-Bewegungsmelder, · Radar-Bewegungsmelder, · Regenwächter oder · Windrelais mit Windsensor gleich über eine ganze Palette von Sensoren. Damit kann Licht helligkeits- und/oder bewegungsgesteuert ein- und ausgeschaltet werden. Oder Jalousien lassen sich bei Wind hochfahren und Außenrollos bzw. Markisen bei Regen einfahren u. v. a. m. 3.6 Fernbedienung Zur Erhöhung des Bedienkomforts stehen zwei Fernbedienungen zur Verfügung (Bild ). Die Funkfernbedienung verfügt über vier Kanäle, arbeitet im 433-MHz-Band und hat im Gebäude eine Reichweite von 20-50 m. Im Freien beträgt die Reichweite etwa 100 m. Die Zuordnung von Sender und Empfänger erfolgt mittels einfacher Codierschalter. Den Tastern des Senders sind Steuerausgänge beim Empfänger zugeordnet, die auf SI-Geräte (z. B. Last-/Rollosteuergerät, Dimmer und Lichtszenensteuergerät) aufgeschaltet werden. Die Infrarotfernbedienung hat acht Kanäle und die Reichweite wird mit 12 m angegeben. 3.7 Anzeigentableau Die Realisierung von Gruppen- und Zentralfunktionen erfordert in den meisten Fällen entsprechende Anzeigemöglichkeiten. Zum SI-System gehört deshalb ein Anzeigentableau mit Tasterfeld. Auf dieses werden die externen Schaltstellungsanzeigen der SI-Geräte aufgeschaltet. Das Tastenfeld wird für die zentralen Bedienfunktionen genutzt. Um dem Anwender eine schnelle Orientierung zu ermöglichen, können Blindschaltbilder, Grundrisse (Bild ) oder Beschriftungen in das Anzeigentableau eingebracht werden. Einarbeitung und Hilfen Zur Einarbeitung in das System steht eine rund 125 Seiten umfassende Planungshilfe und Produktbeschreibung [1] zur Verfügung. Tafel Beispielschaltungen (Auswahl) · Treppenlichtschaltung · Dimmerschaltung · Aus-, Kreuz- und Wechselschaltung · Einzel-, Gruppen- und Zentralschaltung mit Tableau-Anzeige · Lichtsteuerung mit Helligkeits- und Dämmerungsschalter · Rollosteuerung als Einzel-, Gruppen- und Zentralsteuerung · Rollosteuerung im Master-Slave-Betrieb (Subsystem) · Halbautomatische Rollosteuerung mit Windsensor, Regenwächter und Schaltuhr · Lichtszenensteuergerät 625 Jetzt bestellen! Mit Sachverstand verantwortungsbewusst Handeln Ich bestelle zur Lieferung gegen Rechnung zzgl. Versandspesen zu den mir bekannten Geschäftsbedingungen beim huss-shop, HUSS-MEDIEN Gmb H, 10400 Berlin Expl. Bestell-Nr. Titel /Stück 3-341-01526-1 Pester, Explosionsschutz elektrischer Anlagen 48,00 KUNDEN-NR. (siehe Adressaufkleber oder letzte Warenrechnung) Firma/Name, Vorname Branche/Position/z. Hd. Telefon/Fax E-Mail Straße, Nr./Postfach Land/PLZ/Ort Datum/Unterschrift ep0807 HUSS-MEDIEN Gmb H 10400 Berlin Direkt-Bestell-Service: Tel. 030 42151-325 · Fax 030 42151-468 E-Mail: bestellung@huss-shop.de www.huss-shop.de NEU Wer als Elektrofachkraft für explosionsgefährdete Betriebsanlagen Verantwortung zu übernehmen hat, ob als Planer, Errichter oder in der Instandhaltung, braucht kritischen Sachverstand. Wichtig sind Kenntnisse der Methoden und Maßnahmen des Explosionsschutzes, der Rechtsnormen, Regeln und technischen Normen sowie eine richtige Einschätzung der eigenen Kompetenz. Durch die thematisch geordnete Übersicht aller Fragen im Inhaltsverzeichnis finden Sie schnell die gesuchten Antworten. Pester, Explosionsschutz elektrischer Anlagen, 3., aktual. Aufl. 2008, 398 S., 122 Abb., Broschur, Bestell-Nr. 3-341-01526-1, 48,00 TIPP: Abonnenten der Fachzeitschrift ELEKTROPRAKTIKER erhalten 10 % Rabatt auf Bücher der ELEKTROPRAKTIKER-BIBLIOTHEK (Bitte bei Bestellung Kunden-Nr. angeben.) Preisänderungen und Liefer möglichkeiten vorbehalten Notwendigkeit des neuen Übertragungsstandards Der DVB-S-Standard ermöglicht mit dem Kompressionsverfahren MPEG-2, einem verschachtelten Fehlerschutz nach Viterbi und Reed-Solomon und einer 4-Phasenmodulation (4-PSK) die Übertragung von vier bis sechs Programmen pro Transponder in der Standardauflösung (SD: Standard Definition) von 720 horizontalen und 576 vertikalen Bildpunkten im Halbbildverfahren (interlaced). Beim hochauflösenden Fernsehen HDTV (High Definition TV) fallen zur Zeit bis 1920 horizontale und 1080 vertikale Bildpunkte in einem Bilddurchlauf (progressiv) 50 Mal pro Sekunde an. Mit DVB-S würde die Bandbreite eines Satellitentransponders deswegen für nur ein HDTV-Programm genügen. Aus diesem Grund wurde mit DVB-S2 ein neuer Übertragungsstandard entwickelt, der die Ressource-Frequenz effizienter nutzt. Er schafft mit dem Kompressionsverfahren MPEG-4/H.264 AVC (Advanced Video Coding) im ersten Schritt die Voraussetzungen für eine leistungsfähigere Codierung des Bildmaterials (Quellencodierung). Die bei HDTV an der Quelle (z. B. HDTV-Kamera) entstehenden, gewaltigen Datenmengen werden dadurch auf ein Maß „eingedampft“, das den heutigen Kapazitäten von Übertragungswegen und Speichermedien gerecht wird. In einem zweiten Schritt wird der Übertragungskanal mit Hilfe einer leistungsfähigeren Modulation sowie einer vorwärts gerichteten Fehlerkorrektur (Kanalcodierung) effizienter genutzt. Kompressionsverfahren Ein Wesensmerkmal des bei DVB-S2 angewandten MPEG-4-Kompressionsverfahrens ist die Zerlegung des Bildinhalts in statische und veränderliche Bild- und Tonobjekte (natürliche und synthetische) sowie räumliche Ebenen und deren getrennte Bearbeitung sowie zeit- Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 7 626 FÜR DIE PRAXIS Digitaltechnik DVB-S2-Standard für mehr Bandbreiteneffizienz K. Jungk, Straubenhardt Die Digitalisierung des Fernsehens über Satellit hat zu dem DVB-S-Standard geführt, mit dem die Übertragung mehrerer Programme pro Transponder in Standardauflösung (SD) möglich ist. Da jedoch DVB-S für hochauflösendes Fernsehen (HDTV) nur sehr bedingt geeignet ist, musste ein neuer Standard für die Programmübertragung gefunden werden - DVB-S2. Autor Karsten Jungk, Straubenhardt, ist freier Fachjournalist und Mitglied der internationalen Vereinigung für Elektronik-Fachjournalisten UIPRE. Dieses Dokument enthält eine · ausführliche Systembeschreibung, · Hinweise zur Leitungsverlegung und zur Dimensionierung der Stromversorgung, · detaillierte Produktbeschreibungen zu allen SI-Geräten und eine · umfangreiche Sammlung von Beispielschaltungen (Tafel ). Aufbau und Umfang dieser Dokumentation sind geradezu beispielhaft. Anhand dieser Unterlage sollte eigentlich ausnahmslos jede Elektrofachkraft innerhalb weniger Stunden in der Lage sein, sich mit der Funktion und der Handhabung dieses System vertraut zu machen. Zur Erleichterung der Kalkulation steht ein einfaches Excel-Tool zur Verfügung. Damit kann zugleich der Platzbedarf in der Verteilung und die Summe der Stromaufnahme zur Dimensionierung der Netzteile ermittelt werden. Für auftretende Detailprobleme gibt es eine Hotline. Um potentielle Kunden für das SI-System zu interessieren gibt es neben einem Prospekt auch ein kleines Video. Fazit Das SI-System der Firma Doepke Schaltgeräte ist ein praxiserprobtes, seit Jahren auf dem Markt befindliches Installationssystem, das sich bezüglich der Funktionalität (und sicher auch bezüglich des Preises) zwischen der herkömmlichen Installationstechnik und der PC-programmierbaren Gebäudesystemtechnik einordnen lässt. Die Vorzüge des Systems sind vor allem im nahezu vernachlässigbarem Einarbeitungsaufwand, der Einfachheit der Bedienung und der aus der verwendeten Technik resultierenden Robustheit zu suchen. Die Modularität des Systems erlaubt vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Neubau, bei der Renovierung und bei der Nachrüstung. Das SI-System schließt nicht nur technisch, sondern auch gedanklich manche, zwischen der herkömmlichen Installationstechnik und den programmierbaren Gebäudeautomationssystemen, bestehende Lücke. Eine gründliche Beschäftigung mit diesem System erscheint daher auch bei der Aus- und Weiterbildung von Elektrofachleuten schon aus didaktischer Sicht geboten. Literatur [1] SI-System - Die alternative Installationstechnik von heute für die Anforderungen von morgen. Planungshilfe und Produktbeschreibung. Doepke Schaltgeräte, Norden. [2] SI-System - für komfortables Wohnen. SI-Bauherreninfo. Doepke Schaltgeräte, Norden. [3] Möbus, H.: Zukunftssichere Installation mit Stromstoßschaltern. Elektropraktiker Berlin 62(2008)3, S. 222-224. [4] Möbus, H.: Lichtsteuerung - vom Dimmer zu DALI und DMX. Elektropraktiker Berlin 60(2006)10, S. 818-820. Serieller Bitstrom fbit 4-QAM=QPSK QPSK-Modulator ...(-1)(+1)(+1)(-1)... ...(+1)(+1)(-1)(-1)... Symbolfolgen fbit ...0I00I0II... 90° Symbolgenerator Phasenschieber Quadraturmodulator Inphasemodulator Trägerschwingung = 4-PSK Schema eines QPSK-Modulators Die vier Trägerphasen ergeben sich durch Überlagerung der Inphase- und Quadraturkomponenten
Autor
- H. Möbus
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