Für die interoperable Gebäudeautomation

Vermehrt setzen Anwender im Bereich der Gebäudeautomation auf BACnet, ein Kommunikationsprotokoll für die Gebäudeautomation zur einfachen, gewerkeübergreifenden Integration im Gebäude. Was aber ist zu tun, wenn bei Sanierungsmaßnahmen die in einer Anlage vorhandenen Automationsstationen nicht alle gleichzeitig gegen BACnet-kompatible Geräte ausgetauscht, sondern sukzessive nachgerüstet werden sollen und dennoch eine zentrale Verwaltung aller Prozessinformationen der Gebäudeleittechnik (GLT) gewünscht ist? Eine beispielhafte Lösung entstand in einem Shoppingcenter des Hannover Airport.

BACnet-fähige Steuerungen gesucht

Als am Flughafen Hannover-Langenhagen das Shoppingcenter „Airport Plus“ angebaut wurde, sollte die Überwachung und Steuerung von Gewerken in diesem Neubau wie Heizung, Kälte-, Klimatechnik und Einzelraumregelung nicht einfach ins vorhandene zentrale Leitsystem eingebunden werden (Bild 1). Vielmehr wollte die für die Betreuung der GLT am Flughafen Hannover zuständige AirITSystems Hannover GmbH die Erweiterung zur Erneuerung der gesamten GLT nutzen, um hier einen großen Schritt in Richtung BACnet zu gehen.

Ziel war es also, die komplette GLT des neuen Shoppingcenters mit BACnet-fähigen Automationsstationen aufzubauen und gleichzeitig die bereits vorhandenen Gewerke bestehender Gebäudeteile ins neue BACnet zu integrieren. Im ersten Schritt waren also Steuerungen gefragt, die diesen Standard unterstützen. Dazu wurden mit einer Ausschreibung und einem mehrstufigen Qualifizierungsprozess geeignete Anbieter für die Leit- und Prozessebene ermittelt. Um zu prüfen, ob BACnet-fähige Steuerungen in der Praxis auch halten, was sie in der Theorie versprechen, lud man vier Steuerungsanbieter zu einem Test-aufbau ihrer Automationsstationen vor Ort ein. Auf allen Stationen wurde eine raumlufttechnische Anlage mit Heizfunktion programmiert, dabei gehörte zu den Pflichtfunktionen der Anlauf nach Netzwiederkehr, Betriebszeitenregelung über einen Zeitschaltkatalog, Umschaltfunktion über Managementebene, Temperaturregelung, Brandmeldung, Pumpen- und Ventilatorsteuerung mit Keilriemenwächter sowie ein luft- und wasserseitiger Frostschutz.

Und eingesetzt wird ...

Die Wahl fiel auf eine Steuerung des Typs „SaiaPCD3“ aus dem Hause Saia-Burgess, nicht nur weil sie die Vorgaben zur vollen Zufriedenheit erfüllte, sondern auch weil das System die Anwender durch seine einfache und intuitive Bedienbarkeit überzeugte (Bild 2). Zudem bietet sie eine über den Standard hinausreichende BACnet-Implementierung. Generell wurde diese Automationssystemfamilie als BACnet Building Controller (B-BC) nach ANSI/ASHRAE 135-2004 zertifiziert, um eine offene, gewerkeübergreifende Gebäudeautomation zu ermöglichen. Die Automationsstationen sind BACnet-zertifiziert und mit dem globalen BTL-Zeichen für getestete BACnet Konformität versehen. Unterstützt werden die BACnet Data-Link-Layer BACnet/IP und BACnet/PTP sowie 23 Datenobjekte gemäß dem ANSI/ASHRAE 135-2004-Standard für den Datenaustausch, für BACnet-Programme und BACnet-Dienste. Bei alledem bleiben den Standardfunktionen der SaiaPCD-Familie vollständig erhalten. Dazu gehören beispielsweise der modulare Aufbau, der eine flexible Anpassung an individuelle Lösungen erlaubt, die Unterstützung zahlreicher Schnittstellen, integrierter Web-Server, die Möglichkeit zum Ergänzen zusätzlicher IT-Speichermodule (Bearbeitung mit Standard-Tools) oder die komfortable Programmierung über die Programmierumgebung „PG5 Controls-Suite“ (Bild 3). Hier werden dank der Automationsbibliothek DDC-Suite Version 2.0 automatisch alle für die Applikation notwendigen BACnet-Objekte erzeugt.

Das passende Leitsystem gesucht

Auch mit dem Einsatz von BACnet im Neubau des Flughafens sollten sich neue wie vorhandene Anlagen von einer zentralen Leitstelle aus überwachen und steuern lassen. Mit der Realisierung der Leitebene wurde die Firma Inga (Ingenieurgesellschaft für Gebäudeautomation) aus Hameln betraut, die sich zunächst ebenfalls neben vier Mitbewerbern beweisen musste. Dazu galt es, die Testaufbauten ins Leitsystem zu integrieren und dann zahlreiche Pflichtfunktionen nachzuweisen:
z. B. Device- und Networkmanagement, Data Sharing (Austausch zwischen den Unterstationen), ereignisorientierte Alarmweiterleitung (Change of Value), Scheduling (Zeitschalten), mindestens sechs Prio­ri­täten für Meldungen, Trendaufzeichnung in fünf Minutenwerten sowie Realisierung eines vorgegebenen, 30-stelligen Adressschlüssels. Inga überzeugte unter anderem durch ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis sowohl bei Integration als auch für anfallende Folgekosten, ein modernes Bedienkonzept basierend auf Web-Technologie, der Verwendung von Standard-Tools für Bedienung und Wartung sowie der passenden Managementsoftware „Inga-IBS“. Mit ausschlaggebend war die Tatsache, dass sich das Unternehmen als Systemintegrator von Saia-Burgess bestens mit den ausgewählten SaiaPCD3-Automationssystemen auskennt.

Gegenwart trifft Zukunft

Zu Beginn der Umrüstung auf den neuen Kommunikationsstandard waren in der kompletten Liegenschaft knapp 70 Automatisierungsstationen verschiedener Hersteller im Einsatz. Eine Möglichkeit, die vorhandenen Stationen in ein BACnet-System zu integrieren, besteht im Nachrüsten entsprechender Schnittstellen. Das bringt jedoch einen nicht zu verachtenden Kosten- und Arbeitsaufwand mit sich. Ein wesentlicher Vorteil der am Hannover Airport eingesetzten fabrikatsneutralen Gebäudeleittechnik „Inga-IBS“ und dem SaiaPCD-Automationssystem ist deren Fähigkeit, gleichzeitig gemischte Automationsgeräte und Bussysteme verschiedener Hersteller auf die einheitliche Bedien­oberfläche aufschalten zu können, bzw. miteinander zu vernetzen. Dank integrierter Schnittstelle lassen sich sowohl BACnet-Objekte wie die neuen PCD3-Steuerungen als auch herkömmliche Automatisierungsstationen direkt einbinden. Der Arbeitsaufwand für das Aufschalten vorhandener Systeme bleibt dabei ähnlich wie bei der Alternative mit den nachgerüsteten Schnittstellen, allerdings fallen bei dieser Vorgehensweise die Anschaffungskosten für die entsprechenden Schnittstellen bei den vorhandenen Geräten weg.

Inzwischen sind im Leitsystem an 73 Automationsstationen insgesamt 866 Anlagen aufgeschaltet, 136 verschiedene Anlagenbilder wurden realisiert und sieben stationäre Bedienplätze geschaffen. Das komplette System verwaltet nun über 17 000 Datenpunkte.