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Codesys - Zu den Zielen von Architekten und Elektroplanern, bei Neubauten oder der Modernisierung von bestehenden Objekten, gehört Einsparpotenziale zu erkennen und Energie effizient einzusetzen. Schlagworte wie „Industrie 4.0“ und „Internet of Things“ gewinnen auch beim Design und Management von Gebäuden an Bedeutung.

27. November 2017
Einsatz von Industriesteuerungen im Smart Building. Bild: 3S-Smart Software Solutions GmbH
Bild 1: Powered by World Wide Web (Einsatz von Industriesteuerungen im Smart Building. Bild: 3S-Smart Software Solutions GmbH)

Für Hersteller und Anwender von Gerätekomponenten für die Building Automation spielen die Tools für das Software-Engineering eine bedeutende Rolle. Als technologische Basis dafür hat sich die Norm IEC 61131-3 etabliert: Sie bietet umfangreiche Projektierungsmöglichkeiten für Gebäudeplaner und Systemintegratoren. So beinhalten kompatible Tools zusätzlich zur Projektierung die erforderlichen Funktionalitäten zur Inbetriebnahme, zur Projektoptimierung bis hin zur Wartung und Bedienung der realisierten Installation. Das weit verbreitete Codesys Development System beispielsweise integriert unterschiedliche Editoren zur Anwendungsprojektierung und ermöglicht damit die flexible Inbetriebnahme einer Gebäudeinstallation.

Alle Parameter im Blick

Darüber hinaus bietet das System zahlreiche Möglichkeiten zur Überwachung von Anlagenparametern bis hin zur Echtzeitprotokollierung. Wiederverwendbare Bibliotheken, wie zum Beispiel die kostenlose Oscat-Bibliothek, stellen zur Messwerterfassung, -filterung, -konvertierung und -auswertung sowie für Kalenderfunktionen Funktionsbausteine bereit. Bei Bedarf können Anwender mit dem Engineering Tool sogar eigene Bausteine in Bibliotheken ablegen, wiederverwenden und verteilen. Durch die Internetfähigkeit der kompatiblen Geräte können mittels entsprechender Schnittstellen, wie die Rest-API, online verfügbare Inhalte direkt in das Gebäudeprojekt integriert werden. Zum Beispiel können Wetterdaten oder -prognosen aus gängigen Systemen in der Logik verarbeitet werden und vorausschauend Verschattung, Heizung oder Klimageräte ansteuern. So lassen sich mit den Online-Informationen Energie- und Wartungskosten optimieren.

Der im Projektierungstool integrierte Visualisierungseditor ermöglicht die Erstellung aller erforderlichen Benutzeroberflächen für Inbetriebnahme, Wartung, Ferndiagnose oder Bedienung mit angepasster Darstellung an das Display des Anzeigegeräts.

Genutzt werden können solche Visualisierungen in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen, zum Beispiel systemnah zur Bedienung der Gebäudesteuerung per integriertem Touchdisplay, aber auch abgesetzt zur Fernwartung/-bedienung/-diagnose in Leitwarten oder via Webbrowser. Aufgrund der verwendeten HTML5-Technologie lassen sich sogar mobile Endgeräte zur Anzeige verwenden. So kann sich beispielsweise ein Hausmeister per Smartphone oder Tablet ortsunabhängig einen Überblick über Heizungsparameter oder Störmeldungen verschaffen. Eine Android-App hilft dabei, verfügbare Systeme im WLAN-Netzwerk zu finden und anzuzeigen.

Sichere Kommunikation

Zudem stellen integrierte Schutzmechanismen sicher, dass es nicht zum missbräuchlichen Zugriff kommt: Das Tool stellt eine komfortable Benutzerverwaltung bereit und ermöglicht eine abgesicherte Kommunikation auf Basis von Software-Zertifikaten, wie beim Online-Banking. Ingenieurbüros und Systemplaner mit ähnlichen, wiederkehrenden Aufgabenstellungen und Funktionen können auf Basis des Tools noch eine komfortablere Projektierungsebene draufsetzen: Mit dem Codesys Application Composer als integrierter Erweiterung lassen sich Aufgaben und Aufgabenteile in sogenannte Module zusammenfassen.

Die Module wissen durch eine Umgebungsbeschreibung ihrerseits genau, in welchem Kontext sie verwendet werden können und bringen daher nahezu alle erforderlichen Voreinstellungen mit. Sogar Visualisierungen können integriert werden. Per Knopfdruck generieren die Systemplaner aus solchen Modulen und den zugehörigen Parametern dann installationsspezifisch die Gebäudeapplikation – inklusive aller Bedienoberflächen. Dies ermöglicht eine Reduktion des Projektierungsaufwands um bis zu 80 Prozent.

Die Projektierungs- und Konfigurationsumgebung ist unabhängig von Geräteherstellern und Einzeltechnologien – so kann der Gebäudeplaner aus einer großen Zahl von unterschiedlichen, kompatiblen Geräten auswählen: von kompakten, dezentralen Gebäudesteuerungen für den Einbau in der Wand bis hin zu PC-basierten Systemen als Steuerzentrale. Die projektierte Funktion kann auf unterschiedlichste Gerätegrößen und Betriebssysteme skaliert werden. Selbst Raspberry Pi oder Beagle-Bone Black sind als kostengünstige Boards für Tests möglich. Zur Kommunikation mit abgesetzten Teilnehmern im Gebäude stehen zahlreiche in Codesys integrierte Protokolle zur Verfügung, zum Beispiel Modbus, Ether-CAT oder KNX. Aufgrund der weiten Verbreitung der Engineering-Plattform bietet sich dem Gebäudeplaner somit eine große Wahl- und Kombinationsfreiheit, ohne die Plattform wechseln zu müssen.

Integrierbare Produktkomponenten

Kommunikationsstandards wie Bacnet oder OPC UA basieren auf Ethernet als physikalischer Schnittstelle und eignen sich unter anderem für den Datenaustausch in sehr großen Gebäudekomplexen, beispielsweise Flughäfen oder Regierungsgebäuden. Sie ermöglichen die Kommunikation und Koordination übergeordneter zentraler Leitaufgaben unabhängig von der Geräte- oder Software-Ausstattung bei gleichzeitig geringem Konfigurationsaufwand. Tools wie Codesys bieten integrierbare Produktkomponenten für diese Standards. Gleichzeitig lassen sich kompatible Gebäudesteuerungen bequem mit dem Internet verbinden. Sie können damit zum Beispiel von zentralen Gebäudeverwaltungen upgedatet/gewartet werden oder ihre Daten aus der Gebäudeapplikation direkt in Cloud-Systemen zentral ablegen. Gerätehersteller und Anwender im Bereich der Gebäudeautomatisierung profitieren somit unmittelbar von solchen Standards – ohne zusätzlichen Implementationsaufwand und verbundene Risiken.

Erschienen in Ausgabe: 08/2017