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Dissertation_Asbjörn_Gärtner_Juni_2013.

1. 120 UPnP Prozesskette eigene Darstellung ss 123 Schichten des UPnP Networkings im Vergleich zu TCP IP Diensten eigene D rstellung unee sata EENS 125 Flussdiagramm Ger teanbindung eigene Darstellung Se eaa eaa Ea interdite rider EE 137 Flussdiagramm Datenbankabfrage Datenbankeintrag und Ger testeuerung eigene Darstellung sssssssessssssesererersssssserrrresessssesrrene 138 Tabelledevicetas an Ren 152 Tabelle deviceObject M 153 Tabelle servicestatelable antenne 153 Tabelle history 2 00t2 28er ern ER 153 Tabelle service ctionlistu u a Elena 154 Tabelle serviceArgumentList ss 154 Abbildungsverzeichnis Abbildung 78 Abbildung 79 Abbildung 80 Abbildung 81 Abbildung 82 Abbildung 83 Abbildung 84 Abbildung 85 Abbildung 86 Abbildung 87 Abbildung 88 Abbildung 89 Abbildung 90 Abbildung 91 Abbildung 92 Abbildung 93 280 Tabelle deviceCategory cccccessssccccccecsessssnsecececeescsesesseaeeeceesesssessseaeeeeees Tabelle contractData a a aa a aA Tabelle contactData RETTEN Tee TR e HE Tabelle locrefFlo r EE Tabelle locrefRoom Struktur der relationalen Datenbank Internetinformationsdienst IIS Manager Screenshot aus eigener Konfiguration cccesesscceceeesessessaeeeeeeeeessessnaees IP Steckdosenleiste Netio 230B Quelle Online Produktkatalog Fa Koukaam
2. 141 Benutzerdefinierte Eigenschaften des Anlagenobjekts 141 Vordefinierte Services der Anlagenklasse VU 142 Vordefinierte Variablen des Anlagenobjekts 142 Funktionen der Anlagenklasse lt action gt ccccccccessscccessssceeeesssseeeesssaeeeeees 145 Parameter der Aktionen lt argument gt cccccessececeessecececssseececssseeeeessaeeeees 148 Variablen des Anlagenobjekts lt stateVariable gt 150 281 V Abk rzungsverzeichnis AMEV BACnet BRE BREEAM CAD CAFM CMMS DB DBMS DGNB DHCP dLAN DynDNS ERP FMA Codex GA GENA GIS GLT HKL HTTP HVAC IEEE IS ISO IWMS KNX LAN LCN LEED LON ODBC osi Arbeitskreis Maschinen und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen Building Automation and Control Networks Building Research Establishment BRE Environmental Assessment Method Computer Aided Design Computer Aided Facility Management Computerized Maintenance Management System Datenbank Datenbankmanagementsystem Deutsche Gesellschaft f r Nachhaltiges Bauen e V Dynamic Host Configuration Protocol direct LAN dynamischer Domain Name System Eintrag Enterprise Resource Planning Facility Management Automation Control Data Exchange Geb udeautomation Generic Event Notification Architecture Geoinformationssystem Geb udeleittechnik Heizung Klima L ftung
3. Webbasierte Benutzeroberfl che von FMControl Screenshot der eigenen Entwicklung ssssssseessssssesererersssssserereessssssesrreee Registrierung eines neuen Ger ts Screenshot der eigenen Netzawerkumgebung d eet Zeene deeg as aan rather dinde Auswahlmen f r Import Screenshot der eigenen Entwicklung Anlagenmaske nach Import Screenshot der eigenen Entwicklung Datenbankeintr ge Screenshot der eigenen Datenbank Maskenbereich Ger te Anlagensteuerung Screenshot der eigenen Entwicklung Datens tze zur Historisierung Screenshot der eigenen Datenbank IV Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7 Tabelle 8 Tabelle 9 Tabelle 10 Tabelle 11 Tabelle 12 Tabelle 13 GEFMA zertifizierte CAFM Unternehmen und Software Quelle GEFMA Richtlinie 949 u nk 34 Vergleich von IEEE 802 11 StandardS sssessseesessssesreeerrssssssererrrssssssesrreesess 88 Vergleich von Funktechnologien ccccsscccceceesssessssecececeeeesesesseaeeeeeesesssessaaees 89 Entscheidungsm triX d Ee ege tegen Sege enee SEAN 112 Liste ausgew hlter Standard Porte 121 Vordefinierte Eigenschaften der Anlagenklasse c sccccssssececesseneeeeeeenaeeeeees 141 Vordefinierte Eigenschaften des Anlagenobjekts
4. Kleijn IEEE ratifiziert WLAN Standard 802 11n 2009 75 Hein amp Dr Maciejewski Wireless LAN Funknetze in der Praxis 2003 88 4 2 Computernetzwerke Folgende Tabelle zeigt einen Vergleich der verschiedenen Verfahren hinsichtlich Reichweite Frequenzbereich und Datenrate Verfahren Reichweite Frequenzbereich Datenrate RFID 0 5 10 m 9 kHz 125 GHz 100 kBit s Infrarot 5m 340 GHz 360 GHz 115 kBit s Bluetooth 10 100 m 2 40 GHz 2 48 GHz 1 Mbit s GSM netzabh ngig 900 MHz 1 80 GHz 9 6 kBit s HSCSD netzabh ngig 1 80 GHz 57 6 kBit s GPRS netzabh ngig 900 MHz 53 6 kBit s UMTS netzabh ngig 1 90 2 17 GHz 384 kBit s Tabelle 3 Vergleich von Funktechnologien Mit Ausnahme von RFID k nnen prinzipiell alle genannten Funktechnologien f r den Aufbau eines Netzwerks zur Steuerung von Anlagen und Ger ten in der Geb ude automation eingesetzt werden 4 2 4 Netzwerkprotokoll TCP IP Die Kommunikation von Ger ten und Anlagen untereinander oder auch mit zentralen Einheiten bzw Servern funktioniert durch die bermittlung von Datenpaketen und Protokollen Ein Protokoll ist ein Satz von Regeln nach denen die Kommunikation zwischen zwei Kommunikationspartnern ablaufen muss Diese Protokolle k nnen ber verschiedene Medien wie beispielsweise Leitungsbahnen oder Funkstrecken bertragen werden Eine Kommunikation zwischen zwei entfernten Ger ten kann nur er
5. 60 Aufbau eines Neuron Chips nach Dietrich Loy amp Schweinzer LON Technologie 1998 eigene Darstellung 62 Raumcontroller mit Klappenstellantrieb Quelle Online Produktkatalog Fa Schneider Electric Buildings 62 LON Kabel Quelle Online Produktkatalog Fa VOKA 62 Gemischte Topologie eines LON Netzwerks eigene Darstellungiist signes een a a ahnen 63 Aufbau des LonTalk Protokolls auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells nach Dietrich Loy amp Schweinzer LON Technologie 1998 eigene Darstellung nnsnnnnnnsnnssnnenssns11snnn11e1nne 64 LON Topologie beim Einsatz von IP Routern eigene Darstellung ss 65 LON IP Router Quelle Online Produktkatalog Fa Loytec cccsssccccceessessesssseeeeeeeesesesseaees 66 Busmodul LCN UPP fiir Unterputzdose Quelle Online Produktkatalog Fa Issendorff KG 67 Abbildung 31 Abbildung 32 Abbildung 33 Abbildung 34 Abbildung 35 Abbildung 36 Abbildung 37 Abbildung 38 Abbildung 39 Abbildung 40 Abbildung 41 Abbildung 42 Abbildung 43 Abbildung 44 Abbildung 45 Abbildung 46 Abbildungsverzeichnis NYM Kabel Quelle OnlineProduktkatalog Fa VOKAR 68 Topologie eines LCN Bus eigene Darstellung sis 68 Aufbau eines LCN Datentelegramms eigene D rstellungs art hain sean aa
6. 45 3 5 2 GEFMA 400 Computer Aided Facility Management CAFM 46 3 5 3 GEFMA 410 Schnittstellen zur IT Integration von CAFM Software sssesssee 47 3 5 4 VDI GEFMA 3814 Blatt 3 1 Geb udeautomation ssssssssesessssessrssrssressersresees 50 4 Technologien E 53 2 1 EE EE 53 4 1 1 KNX Bussystem der Konnex Association 55 4 1 2 LON Local Operating Network sans ea 61 4 1 3 LCN Local Control Network 66 ATA REENEN 70 DT ERC EE 73 4 1 6 EnOcean ein Hrn NEER Ik na EEE ENNEN 76 2 2 Computernetzwerke ern ni eve eS Rees 82 4 2 1 LAN via Kabel Ethernet klassisch nannten 83 4 2 2 LAN via Stromnetz PowerLAN Powerline dLAN 85 22 3 LAN VIA EU ON LAN naar een 87 4 2 4 Netzwerkprotokoll TCP IP an a nn 89 Inhaltsverzeichnis 5 10 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM Und GA ssseccccssssceccccssssceccesssceceeeees 93 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabh ngige Schnittstellenmodelle 94 5 1 1 Netzwerkstruktur eines CAFM Systems 94 5 1 2 Unidirektionale Kopplung des Feldbus ber lokale Schnittstellenl sung 96 5 1 3 Unidirektionale Kopplung des Feldbus ber webbasierte IP Controller 99 5 1 4 Bidirektionale Kopplung des Feld Funkbus ber lokalen USB COM Port 101 5 1 5 Bidirektionale Kopplung netzwerkf higer Komponenten ber lokales LAN 104 5 1 6 Bidirektionale Kopplung intern
7. Zusammenfassend l sst sich sagen dass mit BACnet ein Protokoll f r die Geb udeautomation geschaffen wurde dessen Aufbau und ger teunabh ngige Funktionen mit der Bereitstellung von Objekten und Diensten eine sehr gute Grundlage f r die Umsetzung der Ziele dieser Arbeit sein k nnten 4 1 5 digitalSTROM Eine seit 2011 verf gbare neue Variante der Geb udeautomation nennt sich digitalSTROM und wird von der deutsch schweizerischen Aizo AG entwickelt und vermarktet Das Stromnetz wird dadurch intelligent was auch als Smart Grid bezeichnet wird Im Vergleich zu KNX LON oder LCN beschr nkt sich die Steuerung auf das Gewerk Elektrotechnik mit Fokus auf Licht Sicherheit und Zugang dazu noch vorwiegend im Bereich Home Automation Dennoch ist digitalSTROM im Rahmen dieser Untersuchung zu ber cksichtigen da diese innovative Technologie Se Merz Hansemann amp H bner Geb udeautomation Kommunikationssysteme mit EIB KNX LON und BACnet 2010 73 4 Technologien erstens noch ganz am Anfang der Entwicklung steht zweitens eine Art des Powerline Verfahrens ist und drittens eine Erg nzung zu den schon zuvor genannten Systemen darstellt Wie beim Powerline Verfahren auch bertr gt digitalSTROM die Daten ber die 230V Leitung ohne eine zus tzliche Busleitung zu ben tigen Der Unterschied liegt in der Kommunikationsweise da keine h here Frequenz auf die 50Hz Grundwelle moduliert Frequenz berlagerungsv
8. Erleben was verbindet DEL OUTDOOR Informati Speedport W 723V Netzwerk Dynamisches DNS Dynamisches DNS Startseite Dynamisches DNS ber den Dynamischen DNS Dienst k nnen Sie Ihrem Router PEER Aus Ein einen individuellen festen ssisten Dom nennamen im Internet Schrittf r Schritt Anbieter fir Dynamisches DNS zuweisen auch wenn er keine feste IP Adresse hat Der feste cone vent ESTEE ee IP Adresse gebunden Um diesen Dienst nutzen zu J Konfiguration Zugangsdaten f r DynDNS org Netzwerk Dom nenname mycafmserver dyndns org k nnen ben tigen Sie ein vom Anbieter des Dynamischen Username administrator DNS Dienstes eingerichtetes Status Konto ein Passwort und Ihren Passwort sn statischen Dom nennamen Passwort wiederholen Ke Verwaltung Beenden amp Logout SE SS ew Go Abbildung 65 Dynamic DNS Screenshot aus eigener Speedport Konfiguration 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung 5 3 3 Portweiterleitung Portumleitung bei Fernzugriff Die Aufgabe des Routers ist es die an einen bestimmten Port seiner IP Adresse gesendeten Anfragen an die jeweiligen Endger te weiterzuleiten Dazu bedarf es einer Portweiterleitung oder Portumleitung Ports dienen der Sicherheit und m ssen erst freigegeben werden bevor eine Anfrage durchgestellt werden kann Der Port ist abh ngig vom jeweiligen Dienst siehe Tabel
9. Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren 1blMessage Text Fehler bei der Datenbankabfrage btnMessage Enabled True End If End If dataReader schlie en dataReader Close Catch ex As Exception If preSelect False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text ex ToString btnMessage Enabled True End If End Try End IE End Sub 250 Felder zur cksetzen Private Sub clearFields Attributfelder leeren txtStartupDate txtRetailPrice txtMax txtMin 1 txtFriendlyName Text txtCategory Text txtModelName Text txtUDN Text txtUPC Text txtManufactureDate Text txtWarranty Text txtIdentNumber Text txtIdentName Text o ext o ext txtBuilding Text txtFloor Text txtRoom Text txtControlURL Text txtAction Text txtArgument Text txtBaseURL Text txtValue Text ext d ext Buttons zum Ein Ausschalten zur cksetzen btnPowerOn Enabled False btnPowerOff Enabled False End Sub Ausgew hltes Ger t importieren Private Sub importData ByVal location As String Variablen deklarieren Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim xmlDocument As XmlDocument xmlns As String nsmgr As XmlName
10. Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler in columnMatch amp ex Message btnMessage Enabled True Variable zur cksetzen columnPresence Fals End Try End Sub 259 Anhang Zusammenbau des SOL Strings Private Sub buildSQ String ByVal valueName As String Zusammenbau des SQL Statements If columnPresence Then Pr fe ob String leer ist oder bereits If sqlInse SOL Sta sqlInser sqlInser Else SOL Sta sqlInser sqlInser End If Ausgabe ei 1blMessag rtColumn Then tement f llen tColumn columnName tValue amp valueName amp tement f llen tColumn sqlInsertColumn amp tValue sqlInsertValue amp btnMessage End IE End Sub Erg nzung des Private Sub addsSQ Text SQL String erzeugt Enabled True L ByVal tableName As String ByVal columnName As ByVal i As Integer Eintr ge vorhanden sind amp columnName II amp valueName amp ner Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren SOL Strings um Prim rschl ssel und Relationen Variablen deklarieren 260 Dim relatedTable As String Dim relatedField As String Dim relatedValue As String Dim relatedTable2 As String Dim relatedField2 As String Dim relatedValue2 As String Dim relatedTabl
11. 6 Praktische Umsetzung btnSave Click Event nach Klick des Buttons Speichern btnNew Click Event nach Klick des Buttons Neu anlegen btnPowerOn Click Event nach Klick des Buttons Einschalten btnPowerOff Click Event nach Klick des Buttons Ausschalten btnMessage Click Event nach Klick des Buttons Meldung quittieren btnImport Click Event nach Klick des Buttons Import In den folgenden Unterkapiteln werden die Funktionen und Events des Programms mit auszugsweiser Darstellung des Programmiercodes erl utert 174 6 3 1 Aufbau der Importfunktion Die Importfunktion sieht vor die zur Verf gung stehenden UPnP Ger te per Mausklick anzubinden Durch die Adressierung via DHCP oder auch manuell und Lokalisierung automatisch wird das Ger t erkannt und angezeigt Die Beschreibung wird zusammen mit der Ger te URL importiert nachdem das zur Verf gung stehende Element aus einem DropDown Men selektiert wurde Der Vorgang wird durch einen Klick auf den Button Import starten ausgel st Der vorgestellte Datenbankentwurf bietet die Grundlage f r den Import Da der Aufbau vorhandener CAFM Datenbanken sehr unterschiedlich sein kann muss die Importfunktion flexibel gestaltet sein und in der Praxis auf vorhandene Datenbanken abgestimmt werden Flexibel hei t in diesem Zusammenhang dass die Importfunktion auf die Datenbankstruktur ausgerichtet bzw abgestimmt wird und nicht auf Namen oder Bezeichnungen F r di
12. lt argument gt lt name gt newDoorPositionTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt DoorPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetHeatingPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newHeatingPowerTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatingBurner lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetHeatOutput lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newHeatOutputTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatOutput lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetHumidification lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newHumidificationTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Humidification lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt 216 FMA Codex Service Description scpd xml lt action gt lt name gt SetInitialPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newInitialPowerTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt InitialPower lt relatedStateVariable
13. lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt CurrentConsumption lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt Get DevicePower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retDevicePowerTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Power lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetDoorPosition lt name gt 204 FMA Codex Service Description scpd xml lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retDoorPositionTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt DoorPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetEffectivePower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retEffectivePowerStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt EffectivePower lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetElectricalEfficiency lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retElectricalEfficiencyStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt ElectricalEf
14. 37 3 Grundlagen 3 3 Gebaudeautomation Was bedeutet Geb udeautomation und mit welchem Ziel wird sie eingesetzt Dieses Kapitel widmet sich der Definition des Begriffs und stellt die wichtigsten Funktionen dar Die technische Ausstattung von Geb uden steigt stetig Nicht nur in Summe verbauter Anlagenkomponenten sondern auch im Grad der Komplexit t Dabei geht es um geb udetechnische Einrichtungen aus den Bereichen Heiz Klima und L ftungstechnik HKL sowie Elektrotechnik speziell Beleuchtung Beschattung und Brandschutztechnik Aber auch Sanit rtechnik oder weitere geb udetechnische Sonderanlagen wie beispielsweise Sicherheitstechnik oder Medientechnik sind im Feld der technischen Geb udeausr stung TGA zu finden Diese Gewerke sind in einer anlage bergreifenden Vernetzung durch Bussysteme mit intelligenten Geb udefunktionen miteinander verbunden 1965 wurde der Begriff Geb udeautomation eingef hrt Zwei Jahre sp ter war er auch erstmals in einer deutschen Fachliteratur zu finden einem HLH Aufsatz Fachbeitrag zum Themengebiet L ftung Klima Heizung Sanit r und Geb udetechnik von Dipl Ing Hollmann Ingenieurb ro Frankfurt Knapp 30 Jahre sp ter wurde der Begriff mit der DIN V 32734 1992 und mit der DIN 276 Kosten im Hochbau Kostengruppe 480 1993 offiziell in der Normung eingef hrt Endg ltig definiert wurde er in der DIN EN ISO 16484 vom technischen Komitee CEN TC 247 Geb udeautomation und Geb
15. DIN 32736 ordnet die Leistungen des Geb udemanagements in die unterteilten Bereiche Technisches GM Infrastrukturelles GM und Kaufm nnisches GM Die als Unterkapitel genannten Aufgaben dieser Teilbereiche decken sich weitestgehend mit den in der GEFMA Richtlinie 100 1 aufgez hlten Punkten wie in Kapitel 3 1 dieser Arbeit aufgef hrt Unter das Technische Geb udemanagement f llt auch der f r weitere Betrachtungen relevante Bereich Informationsmanagement was im gleichnamigen Kapitel 3 1 4 der DIN 32736 im Detail behandelt wird Dabei wird die Geb udeautomation GA separat vom Computer Aided Facility Management CAFM betrachtet was ein Indiz f r den fehlenden Ansatz einer Kopplung beider Systeme ist 45 3 Grundlagen 3 5 2 GEFMA 400 Computer Aided Facility Management CAFM Die neueste Ausgabe der GEFMA Richtlinie 400 von Januar 2013 definiert CAFM als eine Anwendungssoftware zur umf nglichen Unterst tzung von FM Prozessen ber den Zeitraum des gesamten Lebenszyklus eines Geb udes Wichtige Merkmale dabei sind die Verarbeitung grafischer und alphanumerischer Daten sowie die systematische Steuerung im Sinne eines Workflow Managements Diese Merkmale erm glichen zusammen mit den in dieser Richtlinie beschriebenen CAFM Funktionalit ten auf Basis einer zentralen Datenbank eine Effizienzsteigerung in s mtlichen FM Prozessen Die Richtlinie nimmt Bezug auf den im englischsprachigen Raum etablierten Begr
16. Hypertext Transfer Protocol Heating Ventilation and Air Conditioning Institute of Electrical and Electronics Engineers Internetinformationsdienst International Organization for Standardization Integrated Workplace Management System Installationsbus der Konnex Association Local Area Network Local Control Network Leadership in Energy and Environmental Design Local Operating Network Open Database Connectivity Open Systems Interconnection 283 Abk rzungsverzeichnis PnP SOAP SSDP TCP IP TGA UDP UPnP URL USB VB NET VDMA VPN WAN WLAN XML 284 Plug and Play Simple Object Access Protocol Simple Service Discovery Protocol Transmission Control Protocol Internet Protocol Technische Ge udeausr stung User Datagram Protocol Universal Plug and Play Uniform Resource Locator Universal Serial Bus Visual Basic mit NET Framework Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau e V Virtual Private Network Wide Area Network Wireless Local Area Network Extensible Markup Language VI Lebenslauf seit 04 2013 05 2008 03 2013 02 2006 03 2013 01 2006 04 2008 10 1999 12 2005 07 1998 09 1998 08 1989 06 1998 08 1985 07 1989 07 1998 08 1999 BERUF Leiter Operatives Management COO und Leiter Vertrieb amp Marketing CSO CMO BFM Building Facility Management GmbH Eschborn Wissenschaftlicher Mitarbeiter Fachstudienberater Lehrstuhl Bauinformatik Facility Mana
17. Im Folgenden sei der Aufbau anhand eines Beispiels gezeigt wie es in der Praxis mit Hilfe der bereitgestellten Funkbus Ger te umgesetzt wurde Zur Verf gung standen ein USB Funkgateway verschiedene Schalt und Dimm und Thermostataktoren Raumtemperaturf hler und Fensterkontakte Zur Steuerung kam die Software myHomecControl Version V1 2 8 SP11 der BootUp GmbH zum Einsatz Das Gateway wurde direkt an den USB Port des Testcomputers angeschlossen und mit Hilfe eines vom Hersteller mitgelieferten Treibers installiert Anschlie end mussten die Ger te aufeinander abgestimmt bzw eingelernt werden Die Anbindung des Schaltaktors erfolgte durch das Senden eines Signals per Tastendruck w hrend des Suchmodus des Gateways Durch diese manuelle Konfiguration waren die Ger te miteinander verbunden und konnten mit Hilfe der Software bedient werden Abbildung 60 zeigt das Anlagenschema in eigener Darstellung mit Bildmaterial der Seiten www omnio ch www akktor de und www hans wilmsen de os s bo D Kabelschaltaktor myHomeControl END a gt Thermostataktor Fensterkontakt Heizung Spannungsversorgung Abbildung 60 Anlagenschema Ratio Funkbussystem eigene Darstellung mit Bildmaterial aus Online Produktkatalogen Fa Omnio AG und Akktor GmbH Aufgrund der Lizenzbestimmungen der Software konnte der Test mit nur einem Aktor durchgef hrt werden Die Wahl fiel auf den Kabelschaltaktor KS230 02 in Kombinat
18. amp relatedField amp amp relatedTable2 amp amp relatedField2 amp FROM amp relatedTable2 amp INNER JOIN relatedTable amp ON amp relatedTable2 amp ID amp relatedTable amp amp linkField2 amp WHERE amp relatedTable amp amp relatedField amp amp relatedValue amp AND relatedTable2 amp amp relatedField2 amp amp relatedValue2 amp ijy Case 3 Fall 3 die verlinkte Tabelle hat einen zusammengesetzten Prim rschl ssel der auf eine weitere Tabelle verlinkt amp relatedTable amp sqlString SELECT we Dy r amp amp relatedField amp amp relatedTable2 amp f relatedField2 amp amp relatedTable3 amp amp or INNER JOIN FROM amp relatedTable3 amp amp re 178 amp relatedTable amp relatedField3 amp latedTable2 amp logischen 6 3 Programmbaustein FMContro ON amp relatedTable3 amp ID amp relatedTable2 amp amp linkField3 amp INNER JOIN amp relatedTable amp ON amp relatedTable2 amp ID amp relatedTable amp amp linkField2 amp WHERE amp relatedTable amp amp relatedField amp amp relatedValue amp AND amp relatedTable2 amp amp relatedField2 amp amp relatedValue2 amp AND amp relatedTable3 amp amp
19. lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetWindowPosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWindowPositionTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WindowPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetBoilerTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newBoilerTemperatureTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt BoilerTemperatur lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetDevicePower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newDevicePowerTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Power lt relatedStateVariable gt lt argument gt 166 6 2 XML Schema fiir UPnP lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetDoorPosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newDoorPositionTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt DoorPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetHeatingPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt
20. lt icon gt XML to declare other icons if any go here lt iconList gt UPnP Forum UPnP Device Architecture 1 1 2008 131 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA lt serviceList gt lt service gt lt serviceType gt urn schemas upnp org service serviceType v lt serviceType gt lt serviceld gt urn upnp org serviceld serviceID lt serviceId gt lt SCPDURL gt URL to service description lt SCPDURL gt lt controlURL gt URL for control lt controlURL gt lt eventSubURL gt URL for eventing lt eventSubURL gt lt service gt Declarations for other services defined by a UPnP Forum working committee if any go here Declarations for other services added by UPnP vendor if any go here lt serviceList gt lt deviceList gt Description of embedded devices defined by a UPnP Forum working committee if any go here Description of embedded devices added by UPnP vendor if any go here lt deviceList gt lt presentationURL gt URL for presentation lt presentationURL gt lt device gt lt root gt Die Service Description deklariert die von dem Dienst bereitgestellten Aktionen lt action gt Jede Aktion beinhaltet Parameter oder Argumente lt argument gt sowie eine Liste von Variablen lt stateVariable gt die den Zustand des Ger ts w hrend der Laufzeit beschreiben Zusammenfassend l sst es sich wie folgt beschreiben e Action Funktionsname e Argument Steu
21. lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt InitialPower lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Level lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 1 lt minimum gt lt maximum gt 10 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Light lt name gt lt dataType gt boolean lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 1 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt LouverPosition lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 10 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt MassFlowRate lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 40 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt FMA Codex Service Description scpd xml 225 Anhang lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 60 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt sta
22. Die Variante der lokalen Datenschnittstelle bietet eine kleinere Angriffsfl che f r Hacker Dieses Auswahlkriterium wird mit 2 Punkten gewichtet 5 2 Bewertung und Vergleich unter Beachtung ma gebender Anforderungskriterien Wirtschaftlichkeit durch Integration von Management und Automationsebene Dieser Punkt ber cksichtigt nicht die Energieeffizienz der Ger te sondern die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems in Bezug auf Investitions und Wartungskosten die sich anhand der Anzahl an Ger ten und Leitungskabel bemessen lassen Durch die Zusammenf hrung der beiden Ebenen werden Automationsprozesse zentral verwaltet Dadurch k nnen separate Steuer einheiten DDCs entfallen was die Infrastruktur schlanker und bersichtlicher macht Dieser Wegfall wirkt sich dabei ebenso positiv aus wie die Einsparung von Busleitungen durch gemeinsame Nutzung der vorhandenen IT Infrastruktur bzw Planung einer solchen Dieses Auswahlkriterium wird mit 2 Punkten gewichtet Datenbankbasierte Historisierung Die Historisierung ist hinsichtlich der Betreiberverantwortung ein sehr wichtiges und wesentliches Funktionsmerkmal Durch die Datenbankanbindung der GLT kann die Aktivit t eines Benutzers bzw der Status eines Objekts in einem Datensatz mit Zeitstempel erfasst und archiviert werden hnlich der Funktionsweise einer Black Box Dieses Auswahlkriterium wird mit 1 Punkt gewichtet Automatisierte Generierung von Wartungsgruppen Anhand automa
23. Initiator des Studiengangs Herrn Prof Dr Ing Joachim W Hohmann f r die bernahme des Koreferats als zweiter Berichterstatter sowie die fachliche Unterst tzung mit vielen hilfreichen Tipps und Ratschl gen Dem mit Herrn Prof Dr Ing Klaus Wassermann gemeinsamen Leiter des Studiengangs Facility Management Herrn Prof Dr Ing Karsten K rkemeyer m chte ich f r die spontane bernahme des Vorsitzes der Promotionskommission sehr herzlich danken Mein weiterer Dank gilt den Mitarbeitern des Fachgebiets Bauinformatik und Facility Management Frau Annette Reincke und Frau Christiane K hler dem Auszubildenden Herrn Christian Bayer und ehemaligen Auszubildenden Herrn Jens Hellriegel f r den technischen Support dem Inhaber des Fachgebiets Immobilien konomie Herrn Juniorprof Dr Bj rn Martin Kurzrock f r seine stets motivierenden Worte und Empfehlungen sowie allen Freunden und Kollegen die mir den R cken f r die erfolgreiche Fertigstellung dieser Arbeit gest rkt haben Vorwort Herrn J rgen Reimann von der Akktor GmbH und Herrn Christian Genter von der Omnio AG danke ich f r den Support und die Bereitstellung von Hardware aus der Ratio Produktreihe zu Testzwecken Insbesondere meiner Frau Michaela meiner Tochter Lisley und meinen Eltern Erika und Arne m chte ich f r ihre Unterst tzung auf meinem Weg sehr herzlich danken Kaiserslautern Juni 2013 Dipl Ing Asbj rn G rtner Kurzfassung Immer mehr Geb u
24. Power AND deviceObject ID amp Me ListBoxSerialNumber SelectedValue amp Ne cmd CommandText sqlString dataReader cmd ExecuteReader If dataReader Read Then If IsDBNull dataReader 0 Then stateVariableID Else stateVariableID dataReader 0 Bad LE If IsDBNull dataReader 1 Then oldValue Ger tezustand nicht gesetzt 183 6 Praktische Umsetzung 184 Else oldValue dataReader 1 End If Else Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler bei der Datenbankabfrage btnMessage Enabled True End If dataReader Close Aktion historisieren sqlString INSERT INTO history stateVariablelID dateTimeStamp oldValue newValue VALUES amp stateVariableID amp M M amp DateAndTime Now amp amp oldValue amp amp newValue Se E cmd CommandText sqlString cmd ExecuteNonQuery Variablenwert aktualisieren sqlString UPDATE serviceStateTable SET stateVariableValue amp newValue amp WHERE ID amp stateVariableID txtValue Text newValu cmd CommandText sqlString cmd ExecuteNonQuery Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Steuerbefehl gesendet Historisierung erfolgreich btnMessage Enabled True dataReader schlie en dat
25. UPnP Forum UPnP Device Control Protocols and Device Categories 2013 135 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 136 e Add on Services GO GO 2 E OF GO Ov EL O BasicManagementService 1 BasicManagementService 2 ContentSync 1 ConfigurationManagementService 1 ConfigurationManagementService 2 DeviceProtection 1 Device Security 1 and Security Console 1 Low Power 1 Quality of Service 1 Quality of Service 2 Quality of Service 3 SoftwareManagementService 1 SoftwareManagementService 2 5 4 Workflow Modelle 5 4 Workflow Modelle Aus den in Kapitel 5 3 aufgezeigten Funktionen zur technischen Umsetzung lassen sich nun die Workflow Modelle f r die erstmalige Einbindung eines UPnP Ger ts sowie dessen clientseitige Steuerung mit folgenden Flussdiagrammen darstellen TK Physische LAN Kopplung des UPnP f higen Endger ts Adressierung durch Beziehung einer IP Adresse DHCP Lokalisierung durch Multicast an 239 255 255 250 1900 SSDP Bereitstellung der Ger te und Dienstebeschreibungen XML HTTP AG Daten bernahme aus ia CAFM System heraus J Exportfunktion via PresentationURL Importfunktion via CAFM Client im Ger t verankert im CAFM System verankert S Datenbankeintr ge von Ger tebeschreibung device und Dienste service action arguments variable liegen vor PS Daten f r aktiv
26. amp amp columnName sqlInsertValue sqlInsertValue amp amp valueName amp End If Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text SOL String erzeugt btnMessage Enabled True End If End Sub 177 6 Praktische Umsetzung Das Bef llen der Zusammenh nge und Beziehungen der Tabellen untereinander ab Es muss gew hrleistet sein dass entsprechende Eintr ge z B von Hersteller und Modell auch zueinander passen Dazu m ssen die Referenzfelder hier die ID des jeweiligen Eintrags bzw Datensatzes abgerufen und zwischengespeichert werden Sie sind im SQL String als Referenzfeld zu erg nzen was durch die Funktion addsoL vollzogen wird Erg nzung des SO Private Sub addSOL ByVal tableName As String ID der Relationsfelder auslesen Select Case primaryKey Datenbankfelder alleine bildet noch nicht die L Strings um Prim rschl ssel und Relationen Case 1 Fall 1 die verlinkte Tabelle hat einen einfachen Prim rschl ssel sqlString SELECT amp relatedTable amp ID FROM amp relatedTable amp WHERE amp relatedField amp amp relatedValu amp amp amp Case 2 Fall 2 die verlinkte Tabelle hat einen zusammengesetzten Prim rschl ssel sqlString SELECT amp relatedTable amp ID amp relatedTable amp
27. bermittlung z B Z hlerst nde Endger te sind aus dem WAN erreichbar Portweiter Portumleitung Installation und Konfiguration der Endger te ber den Leitrechner Konfiguration auch ber WAN Leitrechner direkte CAFM Integration nicht m glich Ag IP Controller aj ll TL IP Controller IP Controller CN Feldbus EES Elektro Licht Sensoren woren sonst Ger te Abbildung 58 Unidirektionale GA Anbindung ber eine webbasierte Datenschnittstelle zwischen CAFM System und Bussystem mit Leitrechner eigene Darstellung Der Aufbau beider Systemabschnitte f r sich gleicht hardwareseitig der voran gegangenen Ausf hrung Der Unterschied liegt in der Webf higkeit und anbindung des Bussystems Durch netzwerkf hige DDCs sog IP Controller oder IP Router ist die GLT an das Internet angebunden womit Daten und Funktionen der Feldger te global bereitgestellt werden k nnen Das webbasierte CAFM System kommuniziert nicht mit dem Leitrechner wie in Abschnitt 5 1 2 dargestellt sondern bezieht die Daten ber die genannten Interfaces Der Datenaustausch erfolgt also unidirektional ber ein globales Netzwerk 99 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 100 Diese IP Controller bzw IP Router wurden bereits in den Unterkapiteln von Abschnitt 4 1 vorgestellt Zusammenfassend sind der KNXnet IP Controller Kapitel 4 1 1 der LON
28. gt Kein Filter Suchen 4 N gt Datenblattansicht Num KEE e Abbildung 91 Datenbankeintrage Screenshot der eigenen Datenbank Der Screenshot zeigt die Tabelle deviceObject in der Datenblattansicht Je Zeile findet sich ein spezifisches Ger t wieder Die Spalten geben die Attribute an deren Werte in den Feldern stehen Dieses Beispiel zeigt die Auswahl des Objekts mit der ID 114 das durch die Kombination der 121001023 und Anlagenklasse mit der ID 65 hier Modell HHHC 4000 Plus eindeutig gekennzeichnet ist Die nach unten ge ffnete Verzweigung orange Prim rschl ssel Serien Nummer 191 6 Praktische Umsetzung 192 gekennzeichneter Bereich verweist auf die dem Ger t zugeordneten Service Variablen Hier wird die Leistung der Importfunktion hinsichtlich bertragener Relationen deutlich Die in der Ansicht zu sehenden Variablennamen sind nicht einmalig sie wiederholen sich je Ger t Hier ist es die Kombination aus den Prim rschl sseln Name und ID des Anlagenobjekts in diesem Beispiel 114 was die Eindeutigkeit des Eintrags gew hrleistet 6 4 3 Anlagensteuerung Abschlie end wird der technisch innovative und dennoch durch wenige Mausklicks sehr einfach zu bedienende Steuerungsprozess vorgestellt Die vom Hersteller vorgegebenen Eigenschaften zur Bedienung eines Ger ts werden im unteren Bereich des Fensters in nicht editierbaren Feldern angezeigt Die Steuerungsadresse gibt die
29. lt name gt GetBoilerTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retBoilerTemperatureTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt BoilerTemperatur lt relatedStateVariable gt 162 6 2 XML Schema fiir UPnP lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetDevicePower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retDevicePowerTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Power lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetDoorPosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retDoorPositionTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt DoorPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetGasConsumption lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retGasConsumptionStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt GasConsumption lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetHeatingPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retHeatingPowerTarget lt name gt lt direction gt
30. manufacturer etc sind xmlChildNodes e service ist xmINode SCDPURL controlURL etc sind xmIChildNodes e action ist xmINode actionNames sind xmIChildNode e argumentList ist xmINode arguments sind xmIChildNode e argument ist xmINode argumentNames sind xmIChildNode e stateVariable ist xmINode stateVariableNames sind xmIChildNodes e allowedValueRange ist xmINode min max etc sind xmIChildNodes Die Abfragen des Readers durchlaufen innerhalb der Funktion importData verschiedene Schleifen je Tabelle und lesen die Werte Values der ChildNodes aus 175 6 Praktische Umsetzung 176 Anzahl der Eintr ge Spalten abrufen Dim CountChildNodes xmlNode ChildNodes Count Schleife ber Anzahl der Eintr ge For j 0 To CountChildNodes 1 Name und Wert auslesen Dim columnName xmlNode ChildNodes Item j Name Dim valueName xmlNode ChildNodes Item j InnerText Next Sofern die Attributfelder in der entsprechenden Tabelle vorkommen werden die ausgelesenen Werte f r den Zusammenbau des SQL Arguments bergeben Diese berpr fung ist in der Funktion columnMatch programmiert Pr fen ob XML Eintrag als Feld in der Datenbank vorhanden ist Private Sub columnMatch ByVal tableName As String ByVal columnName As String DataTable zum Zwischenspeichern der ausgelesenen Spalten Dim DataTable As DataTable Variable zur Angabe ob XML Eintrag als Feld Spalte vorhanden ist columnPresence
31. tableNameList 4 0 exe True primaryKey 2 relatedTable tableNameList 2 relatedField tableNameList 2 relatedValue tableNameList 2 relatedTable2 tableNameList 0 relatedField2 tableNameList 0 relatedValue2 tableNameList 0 linkField tableNameList 4 3 linkField2 tableNameList 2 3 End If Then 0 1 2 0 1 2 serviceActionList Then 261 Anhang Prim rschl ssel und Relationsfelder f r Tabelle serviceArgumentList definieren If tableName tableNameList 5 0 Then exe True primaryKey 3 relatedTable tableNameList 4 0 relatedField tableNameList 4 1 relatedValue tableNameList 4 2 relatedTable2 tableNameList 2 0 relatedField2 tableNameList 2 1 relatedValue2 tableNameList 2 2 relatedTable3 tableNameList 0 0 relatedField3 tableNamelist 0 1 relatedValue3 tableNameList 0 2 linkField tableNameList 5 3 linkField2 tableNameList 4 3 linkField3 tableNameList 2 3 End If Prim rschl ssel und Relationsfelder f r Tabelle serviceStateTable definieren If tableName tableNameList 6 0 Then exe True primaryKey 3 relatedTable tableNameList 3 0 relatedField tableNameList 3 1 relatedValue tableNameList 3 2 relatedTable2 tableNamelist 2 0 re
32. 1 6 Bidirektionale Kopplung internetf higer Komponenten ber globales WAN Die folgende Variante beschreibt eine bidirektionale GA Anbindung ber das globale ffentliche Netzwerk WAN durch internetf hige Endger te wie sie in der Praxis vereinzelt mit speziellen Produkten realisiert ist Kontakt Organizer Gis datenbank Client WAN DB Zugriff Client LAN DB Zugriff Software Schnittstellen UMTS GPRS XXX XXX XXX XXX name dyndns org 192 168 xxx xxx Portweiter Smartphone App www Portumleitung CAFM Server ODBC Endger te sind aus dem WAN LAN Netz direkt ber die IP Adresse erreichbar Installation und Konfiguration der Endger te via Web Service CAFM Einbindung via Importfunktion XXX XXX XXX XXX name dyndns org NM SECH Abbildung 63 Bidirektionale GA Anbindung ber das ffentliche WAN Netzwerk durch internetf hige Endger te eigene Darstellung Diese Integrationsvariante zeigt ein Modell welches Bus und CAFM System mit Hilfe internetf higer Endger te zusammenf hrt Idee und Aufbau sind sehr hnlich der in Kapitel 5 1 5 dargestellten Architektur Hier geht es sogar noch einen Schritt weiter Die Ger te sind ber das globale Netzwerk WAN statt dem lokalen Netzwerk LAN integriert Die gewerkeabh ngigen Endger te Sensoren Aktoren arbeiten dank eigener Prozessoren integriertem Router und einer mobilen Internetanbindung Wireless Wide Area Network
33. As String txtMin Text Dim n As Integer command Length 2 Dim datagramm n 1 As Byte For i As Integer 0 To command Length 1 Step 2 datagramm i 2 Convert ToByte command Substring i 2 16 Next Tey COM Port ffnen Port Open Command senden Port Write datagramm 0 14 COM Port schlie en Port Close history txtMin Text Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Steuerbefehl konnte nicht gesendet werden Endger t nicht erreichbar End Try Else Steuerbefehl f r UPnP Ger t zusammenstellen Dim command As String http amp txtBaseURL Text amp amp o txtControlURL Text amp txtArgument Text amp txtMin Text Trey Steuerbefehl senden Dim Request As HttpWebRequest WebRequest Create command Dim Response As HttpWebResponse Request GetRespons history txtMin Text Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Steuerbefehl konnte nicht gesendet werden Endgerat nicht erreichbar btnMessage Enabled True End Try End If End Sub 239 Anhang Event nach Klick des Buttons Meldung quittieren Protected Sub btnMessage Click ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles btnMessage Click Meldung zur cksetzen und Buttons zum Quitt
34. C 2009 Netzwerktechnik Heidelberg Verlagsgruppe H thig Jehle Rehm GmbH Hein M amp Dr Maciejewski B 2003 Wireless LAN Funknetze in der Praxis Poing Franzis Verlag GmbH Hermos 2013 Hermos FIS Facility Abgerufen am 11 Marz 2013 von Facility und Building Automation http www hermos com index php option com_content amp view article amp id 80 amp lte mid 75 amp lang de Hohmann J 27 Februar 2013 Fachvortrag CAFM Trendstudie Erfahrungen amp Entwicklungen aus Anwendersicht Frankfurt HomePlug Alliance 2013 Whitepapers Abgerufen am 10 Februar 2013 von www homeplug org www homeplug org tech whitepapers Institute of Electrical and Electronics Engineers 2010 IEEE 1901 2010 Standard for Broadband over Power Line Networks Medium Access Control and Physical Layer Specifications Institute of Electrical and Electronics Engineers 271 Literaturverzeichnis International Facility Management Association 2013 IFMA What is FM Abgerufen am 24 Januar 2013 von www ifma org www ifma org know base browse what is fm Internet Engineering Task Force IETF Network Working Group Februar 1996 RFC1918 Address Allocation for Private Internets Invensys Systems GmbH 2013 Wonderware in der Geb udeleittechnik Industrial Operations Abgerufen am 11 M rz 2013 von global wonderware com http global wonderware com DE Pages WonderwareGLT_Industrial aspx Issendorff KG Dezember 2009 LC
35. Daten in Datenbank schreiben Try cmd Connection conn sqlInsert INSERT INTO amp tableName amp amp sqlInsertColumn amp VALUES amp sqlInsertValue amp cmd CommandText sqlInsert cmd ExecuteNonQuery Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Datensatz erfolgreich eingef gt btnMessage Enabled True Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler in insertSQL amp sqlInsert amp ex Message ToString btnMessage Enabled True End Try End Sub S mtliche Ger tedaten und Services sind nun in der Datenbank erfasst und k nnen ber die Benutzeroberfl che abgefragt werden Die Attribute werden unmittelbar nach Abschluss des Imports durch die Funktion showImport in den Feldern der Anlagenmaske ausgegeben 180 6 3 Programmbaustein FMControl 6 3 2 Aufbau der Steuerfunktion Die Funktionalit ten der Endger te sind durch die Service Templates beschrieben die nach dem Import in der Datenbank festgehalten sind Die Aktionen in der Datenbanktabelle actionList definieren die Services Jede Aktion beinhaltet ein Argument dessen Wert ein Steuerbefehl ist um Ereignisse auszul sen und damit den Betriebszustand aktiv regeln zu k nnen Durch die Selektion einer Anlage hier als DropDown Men umgesetzt werden s mtliche
36. Datensignal eine sog Tr gerfrequenz im Hochfrequenzbereich Das Sendesignal nutzt in diesem Bereich eine vom Datensignal abh ngige Bandbreite Die Daten werden vom Empf nger durch einen Demodulator wieder zur ckgewonnen Grunds tzlich wird bei WLAN Netzwerken zwischen zwei Betriebsarten dem Ad hoc Modus und dem Infrastrukturmodus unterschieden Im Ad hoc Modus gleicht einem Peer to Peer Netzwerk werden zwei oder mehrere Clients direkt miteinander verbunden w hrend die Clients im Infrastrukturmodus ber einen Access Point miteinander kommunizieren Ein Access Point ist eine Art zentrale Funkbr cke die auch mit kabelgebundenen Netzwerken gekoppelt sein kann Als klassisches Beispiel hierf r w re ein WLAN Router zu nennen 4 Abbildung 51 Access Point Quelle Online Produktkatalog Fa TD Link telekommunikation online Gutsch amp Co OHG Was ist WLAN 2013 87 4 Technologien Drahtlosnetzwerke auf denen lokale WLAN Netz basieren sind nach einer Norm des Institute of Electrical and Electronics Engineers definiert dem sog IEEE 802 11 Standard Da die hardwareseitige Entwicklung stets voran schreitet m ssen auch die Standards angepasst werden sodass aus der 802 11 Norm eine ganze Normen Familie geworden ist die sich durch Buchstabenk rzel im Titel unterscheidet z B IEEE 802 11n Der Buchstabe am Ende gibt z B Aufschluss ber das verwendete Frequenzband und die unterst tzte Geschwindigkeit Di
37. Eine Firma kann Vertragsnehmer mehrere Wartungsvertr ge sein Ein Vertrag kann aber nur mit einer Firma abgeschlossen werden Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern contactData lD und contractData contractorlD Beziehung zwischen Anlagenkategorie und Anlagenklasse Ein Gewerk kann eine Vielzahl von Modellreihen Anlageklassen beinhalten Eine Modellreihe kann aber nur einem Gewerk zugeordnet sein Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern deviceCategory ID und deviceClass categorylD Beziehung zwischen Wartungsvertrag und Anlagenklasse Ein Wartungsvertrag kann sich auf mehrere Anlagenklassen als Vertragsgegenstand beziehen Eine Anlagenklasse unterliegt aber nur einem Wartungsvertrag Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern contractData ID und deviceClass mntContractID Beziehung zwischen Anlagenklasse und Anlagenobjekt Eine Anlagenklasse ist der bergeordnete Sammler gleicher Komponenten bzw Objekte Ein Anlagenobjekt kann aber nur zu einer Klasse geh ren Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern deviceClass ID und deviceObject deviceClassiD Beziehung zwischen Anlagenklasse und Ger teservices Eine Anlagenklasse kann mehrere Aktionen innehaben Eine Aktion ist aber nur einer einzigen Klasse zugeordnet Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern deviceClass ID und serviceActionList deviceClassiD Beziehung zwischen Ger teservices und Ste
38. Fals Try F llen der DataTable DataTable conn GetOleDbSchemaTable OleDbSchemaGuid Columns New Object Nothing Nothing tableName Nothing Listet die Spaltennamen aus jedem Eintrag der Schema Table auf For i 0 To DataTable Rows Count 1 If columnName DataTable Rows i COLUMN NAME ToString Then Variable ist wahr wenn XML Eintrag Feld Spalte der Datenbank identisch columnPresence Tru End If Next i 6 3 Programmbaustein FMContro Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler in columnMatch amp ex Message btnMessage Enabled True Variable zur cksetzen columnPresence Fals End Try End Sub Die ausgelesenen Werte werden dabei sukzessive zu einem SQL String der den Befehl zum anschlie enden Datenbankeintrag vorh lt zusammengebaut was durch die Funktion buildsoL geschieht Zusammenbau des SOL Strings Private Sub buildSOL ByVal tableName As String ByVal columnName As String ByVal valueName As String ByVal i As Integer Zusammenbau des SQL Statements If columnPresence Then Pr fe ob String leer ist oder bereits Eintr ge vorhanden sind I sqlInsertColumn Then SOL Statement f llen sqlInsertColumn columnName sqlInsertValue amp valueName amp Elge SOL Statement f llen sqlInsertColumn sqlInsertColumn
39. Geb udeleittechnik Ein Datenpunkt umfasst alle zugeordneten Informationen die seine Semantik Bedeutung vollst ndig beschreiben Die Informationen umfassen den Aktualwert und oder Zustand und Parameter Eigenschaften und Attribute z B Signalart und Signalkennlinie Messbereich Einheit und Zustandstexte Bei Datenkommunikations objekten werden diese Informationen Properties genannt Ein Datenpunkt wird mittels einer Datenpunktadresse und oder einer Benutzeradresse identifiziert W hrend in GEFMA Richtlinie 450 noch die Feldebene beschrieben war wird in VDI GEFMA 3814 Blatt 3 1 jetzt das Feldger t definiert Es handelt sich dabei um Ger te wie Messwert und Kontaktgeber Sensoren Schalt und Stellger te Aktoren sowie Ein Ausgabemodule f r Ein und Ausgabefunktionen ebenso die rtlichen Steuer Regel und berwachungsger te lokale Vorrang Bedien Anzeigeeinheiten und direkt wirkende Bedien und Anzeigeelemente die in der Feldebene angeordnet sind sowie dialogorientierte Bedieneinheiten z B Raum bedienger te Die Geb udeleittechnik GLT ist definiert als Technisches System mit Stell und Anzeigeorganen zum Leiten der technischen Geb udeausr stung gem DIN IEC 60050 351 vorwiegend durch menschlichen Eingriff Leiten Bedienen und 37 Oftmals wird der Begriff Geb udeautomation als Synonym f r die Beobachten Geb udeleittechnik verwendet Doch die GLT ist nur ein Bestandtei
40. Gruppierung orientieren 142 5 5 Innovative Standards Die Werte der Serviceattribute aus Tabelle 9 werden entsprechend ihrer Funktion und unter Ber cksichtigung der Vorgaben der UPnP Service Description benannt Die eigentliche Funktionalitat ergibt sich aus den in den Aktionen definierten Argumenten Parameter Steuerbefehle und Variablen Messwerte und Zustandsdaten Aus diesem Grund sind in den folgenden Tabellen eigene Empfehlungen von Standard Funktionen Steuerbefehlen und Variablen aufgef hrt wie sie in den XML Dateien Anwendung finden sollen Sie ber cksichtigen die Vorgaben des UPnP Standards zur Namensgebung Die Sammlung erhebt keinen Anspruch auf Vollst ndigkeit doch sie erf llt die Anforderungen f r die Abbildung grundlegender Funktionen und Prozesse im Bereich des Anlagen und Wartungsmanagements Die Attribute sind alphabetisch sortiert Funktionen der Anlagenklasse lt action gt lt action gt lt name gt Abw rme Zustandswert GetHeatLoss Anlage einschalten ausschalten SetDevicePower Anlage Zustandswert GetDevicePower Anlaufstrom erh hen verringern SetinitialPower Anlaufstrom Zustandswert Getinitial Power Aufl sung optisch erh hen verringern SetResolution Aufl sung optisch Zustandswert GetResolution Beleuchtung einschalten ausschalten SetLightningPower Beleuchtung Zustandswert GetLightningPower Betriebsdruck Z
41. Handhabung von Facilities und Services im Rahmen geplanter gesteuerter und beherrschter Facility Prozesse eine Befriedigung der Grundbed rfnisse von Menschen am Arbeitsplatz Unterst tzung der Unternehmens Kernprozesse und Erh hung der Kapitalrentabilit t bewirkt Hierzu dienen die permanente Analyse und Optimierung der kostenrelevanten Vorg nge rund um bauliche und technische Anlagen Einrichtungen und im Unternehmen erbrachte Dienst Leistungen die nicht zum Kerngesch ft geh ren Die Aufgaben des Facility Managements sind in erster Linie das Bereitstellen von Fl chen und Geb udedaten das Instandhalten und Warten von Bauwerken und geb ude technischer Anlagen die Kennzahlenermittlung zwecks Benchmarking die Geb ude kostenzuordnung zur Kostenverfolgung sowie die Optimierung der Geb udenutzung Der Grundgedanke des Facility Managements entstand Mitte der 1950er Jahre in den USA aus dem Bed rfnis heraus die Produktivit t in Betriebsf hrung und Instandhaltung zu verbessern was bis Ende der 1970er konsequent umgesetzt wurde Zu diesem Zeitpunkt wurden bereits Kongresse zu diesem Themenbereich abgehalten und Arbeitsgruppen zur Analyse der Grundlagen des Facility Managements eingesetzt Nach Gr ndung der ersten nationalen und internationalen Verb nde gab es Mitte der 1980er Jahre die ersten Aktivit ten auch in Europa In Deutschland hat sich Facility Management zu einer der bedeutendsten Dienstleistungsbranchen mit einer Br
42. Hilfe der OpenSource Software UPnP Developer Tools l sst sich ein virtuelles Ger t der Geb udeautomation als Musterobjekt erzeugen Es simuliert das Vorhandensein einer echten Steuereinheit und dient als Vorlage f r die Umsetzung der CAFM Integration Dazu ist die vorherige Erzeugung der XML Dateien erforderlich deren allgemeiner Aufbau in diesem Kapitel verdeutlicht wird Doch zun chst seien die Bedeutung die grundlegende Struktur und die standardm ige Deklaration einer XML Datei betrachtet Der seit Februar 1998 definierte XML Standard wird vom World Wide Web Consortium W3C spezifiziert XML steht f r Extensible Markup Language und bedeutet bersetzt erweiterbare Auszeichnungssprache Mit ihr lassen sich Daten in hierarchisch strukturierter Form darstellen Die Struktur einer XML Datei ist einfach gehalten Sie besteht aus einem Header dem Deklarationskopf und einem sog Wurzelelement welches mehrere untergeordnete Einzelelemente beinhalten kann Diese Einzelelemente k nnen mit einer ID gekennzeichnet werden um gleichartige Eintr ge unterscheiden zu k nnen Als einf hrendes Beispiel sei ein einfaches XML Dokument gew hlt das personenbezogene Informationen bereith lt sp ter werden es ger tebezogene Informationen sein Jede XML Datei beginnt mit einem Header der aus der Deklaration von Datei Dokumenttyp Document Type Definitions und Formatvorlage Style Sheets besteht Er teilt den Anwendungen
43. IP Router Kapitel 4 1 2 der Buskoppler LCN PK Kapitel 4 1 3 der BACnet Controller 4 1 4 und der digitalSTROM Server Kapitel 4 1 5 zu nennen Sie sind nicht zu verwechseln mit Routern eines Computernetzwerkes auch wenn die Funktion im Grunde die gleiche ist Die im Bussystem eingesetzten Controller Router sind eine Schnittstelle zwischen Feldbus Bus Adresse und LAN lokale IP Adresse die im Computernetzwerk verwendeten Router sind eine Schnittstelle zwischen DSL bzw WAN globale IP Adresse und LAN lokale IP Adresse Die Teilnehmer der jeweiligen Bussysteme wie KNX LON LCN digitalSTROM EnOcean u a kommunizieren ber herstellereigene Protokolle oder das hersteller unabh ngige Protokoll BACnet Die Controller erm glichen mit einem integrierten Web Server die Bereitstellung einiger Feldbus Funktionen im Internet und kommunizieren mit Hilfe des TCP IP Protokolls ber spezielle Softwarel sungen lassen sich Busteilnehmer auch ber eine grafische Oberfl che ansprechen Damit ist die Konfiguration und Steuerung ber einen Internetbrowser in einem begrenzten Rahmen m glich bidirektionaler Informationsfluss die Bedienung aus einem webbasierten CAFM System heraus aber nicht Dies k nnte zwar mit der Programmierung einer Implementierungsroutine erm glicht werden doch die dazu n tigen Ger teinformationen und Steuerbefehle stellt der Controller nicht zur Verf gung Mit einer ger teabh ngigen Schnittstelle lie e es sich te
44. In beiden F llen beherbergt der Server die Datenbank und stellt die notwendigen Dienste sowie administrative Funktionen wie z B Benutzerverwaltung Steuerung von Zugriffsrechten Archivierungsfunktionen Protokollierung etc zur Verf gung Bei der Client Server Struktur wird die Applikation auf den Clients lokal installiert und ausgef hrt Bei der webbasierten Variante dient hingegen der Browser als Benutzeroberfl che Die Clients k nnen ber verschiedene Wege mit dem Server verbunden sein wie in Abbildung 54 dargestellt Die Cloud L sung wird im weiteren 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabh ngige Schnittstellenmodelle Verlauf der Modellentwicklung aus Gr nden des internen Hostings zur Gew hr leistung der eigenen Datenhoheit nicht betrachtet Die CAFM Anwendung bildet logische FM Prozesse ab Erfasste Daten wie beispielsweise Fl chen oder Anlagenattribute werden in der Datenbank abgelegt bzw ausgelesen Meist gibt es individuelle Software Schnittstellen f r den Datenaustausch mit anderen Systemen wie z B GIS ERP CAD oder Business anwendungen wie Organizer und Kontaktdatenbanken Ob die Bedienung ber eine lokale Applikation Client Server Struktur oder ber den Browser webbasierte L sung erfolgt spielt f r die hardwareseitige Netz anbindung und softwareseitigen Datenbankabfragen keine Rolle In beiden F llen sind die Teilnehmer mit einem Computernetzwerk verbunden lokales LAN oder
45. Kessel Zustandswert retBoilerPressureStatus out Druckventil ffnen schlie en newPressureValvePositionTarget in Druckventil Zustandswert retPressureValvePositionTarget out Fenster ffnen schlie en newWindowPositionTarget in Fenster Zustandswert retWindowPositionTarget out F rderh he erh hen verringern newOperatingStaticHeadTarget in F rderh he Zustandswert retOperatingStaticHeadTarget out F rderleistung erh hen verringern newPumpDeliveryRateTarget in Forderleistung Zustandswert retPumpDeliveryRateTarget out Frequenz erh hen verringern newOperatingFrequencyTarget in Frequenz Zustandswert retOperatingFrequencyTarget out Geschwindigkeit erh hen verringern newOperatingSpeedTarget in Geschwindigkeit Zustandswert retOperatingSpeedTarget out Heizbrenner einschalten ausschalten newHeatingPowerTarget in Heizbrenner Zustandswert retHeatingPowerTarget out 146 5 5 Innovative Standards Heizleistung erh hen verringern newHeatOutputTarget in Heizleistung Zustandswert retHeatOutputTarget out Helligkeit erh hen verringern newBrightnessTarget in Helligkeit Zustandswert retBrightnessTarget out Jalousie ffnen schlie en newLouverPositionTarget in Jalousie Zustandswert retLouverPositionTarget out Klimatisierung einschalten ausschalten newConditioningPowerTarget in Klimatisierung Zustandswert retConditioningPowerTarget out K hlleistun
46. Rahmen von Wartungs und Inspektionst tigkeiten sowie f r die Verarbeitung in umgebenden Systemen zur Verf gung e Meldungen und Berichte Aus den erfassten Messwerten und Daten generiert die GA Meldungen und Berichte zur Auswertung Dazu z hlen das Meldungs Deutsches Institut f r Normung e V Dossier Energieeffizienz 2013 Si Verband Deutscher Ingenieure e V VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 2012 39 3 Grundlagen management zur Veranlassung von Ma nahmen wie Betriebsmeldungen St rungsmeldungen oder Alarme Alarmverarbeitung und das Berichtswesen z B zum Nachweis der Erbringung von zugesicherten Leistungen z B Anlagen verf gbarkeit im Zusammenhang mit SLA K PI oder als Entscheidungsgrundlage z B Ersatzinvestition f r den Austausch von Anlagen oder Komponenten wie Verf gbarkeitsberichte oder Energieberichte e Energiemanagement EN 16001 und GEFMA 124 sind Leitf den f r die Einf hrung bzw Durchf hrung eines Energiemanagements In der GA abgebildete Funktionen des Energiemanagements sind das Lastmanagement und das Energiecontrolling Geb udeautomation ist aber nicht nur attraktiv weil sie Energiekosten einspart Dank kurzer Amortisationszeiten zahlen sich die notwendigen Investitionen schnell aus u24 besonders im Vergleich mit anderen Energieeffizienzmafinahmen Folgende Grafik zeigt beispielhaft einige dieser Ma nahmen in Abh ngigkeit der jeweiligen Kategorie Installation
47. Richtlinien 3 5 Betrachtung von Normen und Richtlinien In diesem Kapitel werden einige Normen und Richtlinien aufgef hrt die sich mit den Themen CAFM IT Schnittstellen oder Geb udeautomation besch ftigen Sie werden speziell auf Kapitel mit der Behandlung von Schnittstellen hin betrachtet und analysiert Ein besonderes Augenmerk gilt dabei den Ausf hrungen zur Kopplung von CAFM und GA GLT nicht nur auf Managementebene Datenaustausch sondern insbesondere auch auf Automationsebene Steuerungsstrategien 3 5 1 DIN 32736 Geb udemanagement Begriffe und Leistungen In dieser viel zitierten Norm werden Begriffe definiert und Leistungen des Geb udemanagements beschrieben Diese Norm zielt nicht darauf ab Systeme zu beschreiben oder zu definieren wer die aufgef hrten Leistungen zu erbringen hat Sie dient dem einheitlichen Sprachgebrauch und der Strukturierung von Leistungen Das Geb udemanagement ist ein Teilbereich des Facility Managements wie in Abbildung 4 Gliederung nach GEFMA Richtlinie 100 eigene Darstellung gezeigt An dieser Stelle sei verdeutlicht dass das Geb udemanagement als das Organisieren auf Managementebene zu verstehen ist und nicht gleichbedeutend mit der Geb udeautomation ist Die Behandlung von Prozessen auf der Automationsebene bleibt in dieser Norm au en vor Dies ist Schwerpunkt der Richtlinie VDI GEFMA 3814 Blatt 3 1 Geb udeautomation die in Kapitel 3 5 4 dieser Arbeit behandelt wird
48. Signal bertragungen mit hohen Daten bertragungsraten werden derzeit berwiegend Kabel der Kategorie 5 5e auch Cat5e Kabel genannt eingesetzt Kabel einer geringeren Kategorie k nnen weniger hohe Geschwindigkeiten erzielen und sind teilweise auch nicht oder zumindest schlechter abgeschirmt und somit anf lliger f r St rungen H here Kategorien sind dagegen leistungsf higer und besser abgeschirmt Derzeit sind mit Cat5e Kabeln bertragungsraten von 10 Mbit s 100 Mbit s Fast Ethernet und 1000 Mbit s Gigabit Ethernet m glich Als Stecker werden die g ngigen RJ45 Anschl sse verwendet Die Verkabelung ist in den Normen DIN EN 50173 sowie der ISO IEC 11801 standardisiert Abbildung 48 LAN Kabel Abbildung 49 RJ45 Stecker Quelle Online Produktkatalog Fa ADP Cable Quelle Online Produktkatalog Fa Preistaktik Ethernet definiert die ersten beiden Schichten des ISO OSI Referenzmodells physikalische Schicht und Sicherungsschicht Zusammen mit den Daten der dar ber liegenden Schichten bildet es die Basis des TCP IP Protokolls was in Kapitel 4 2 4 im Detail behandelt wird Internet Engineering Task Force IETF Network Working Group RFC1918 1996 70 Netzwerkartikel de Cat5 Patchkabel 2013 84 4 2 Computernetzwerke 4 2 2 LAN via Stromnetz PowerLAN Powerline dLAN Das in Kapitel 4 2 1 beschriebene klassische LAN kann auch ber andere Leitungswege aufgebaut werden wie beispielsweise das herk mmliche S
49. St rungen Betriebsstunden f r Statistiken zu verstehen ist nicht aber Protokolle zur aktiven Anlagensteuerung Fazit Es bleibt offen welche Informationen im Detail ber die Schnittstelle ausgetauscht werden sollen Kaufm nnische Daten f r kalkulatorische Auswertungen Ger teattribute f r das Anlagenmanagement oder Protokolle f r eine aktive Steuerung Konkrete Schritte zur Umsetzung einer bidirektionalen Online Kopplung werden nicht genannt 3 5 3 GEFMA 410 Schnittstellen zur IT Integration von CAFM Software Damit eine CAFM Software in eine bestehende IT Infrastruktur eingebunden werden kann ist ein Schnittstellenkonzept zur Interaktion mit anderen Software anwendungen notwendig Dabei ist zwischen CAFM Software und CAFM System zu 33 German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 400 2013 47 3 Grundlagen unterscheiden Die GEFMA Richtlinie 410 gibt Handlungsanweisungen zur Integration verschiedener Systeme mit gleicher Datenbasis Ob CAFM CAD GLT ERP oder sonstiger fachspezifischer Software alle halten gr tenteils den gleichen Datenbestand vor Folgende Grafik verdeutlicht die gemeinsame Datenbasis verschiedener Softwarekomponenten eines CAFM Systems wie sie in Kapitel 3 2 bereits genannt wurden Hier wird die Bedeutung und Verwendung einer Middleware als Schnittstellenl sungen Integrationssoftware noch einmal verdeutlicht B ro spezifische Software Softwar
50. Technologien Sensoren liefern Messwerte Aktoren f hren einen zuvor in Abh ngigkeit des Sensorwertes programmierten Befehl des Moduls aus Diese Befehle m ssen dem zun chst funktionslosen Modul bei der Inbetriebnahme zugewiesen werden um die gew nschten Funktionen und Aktionsmuster abbilden zu k nnen Hinsichtlich der Kommunikation nutzt das System zur Daten bertragung einen freien Datendraht sowie den Nullleiter des herk mmlichen Stromnetzes was die Verwendung eines mindestens 4 oder 5 adrigen Stromkabels voraussetzt Standard NYM Kabel ber diese beiden Dr hte ist jedes Modul in der Lage mit dem gesamten Bus ber LCN spezifische Kommandos und Telegramme zu kommunizieren 4 Abbildung 31 NYM Kabel Quelle OnlineProduktkatalog Fa VOKA Fur den LCN Bus gibt es keine vorgeschriebene Topologie Der Bus kann linien stern oder baumf rmig aufgebaut sein wie in der folgenden Grafik dargestellt Stromnetz Abbildung 32 Topologie eines LCN Bus eigene Darstellung 7 Issendorff KG LCN Geb udeleittechnik Systembeschreibung 2009 68 4 1 Bussysteme Das Unternehmen Issendorff KG wirbt mit der au erordentlichen Flexibilit t bzgl der Ausstattungsgr e die von kleinen Wohnh usern bis zu gro en Zweckbauten mit einer Dimension von bis zu 30 000 Modulen individuell angepasst werden kann LCN Module kommunizieren ber Kommandos die in Datentelegrammen verpackt ber die Datenleitung versend
51. Verbrauchs und Zustandsdaten Diese Daten werden in einem vorgegebenen Intervall meist st ndlich oder t glich bzw n chtlich mit der Datenbank des CAFM Systems synchronisiert 96 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabh ngige Schnittstellenmodelle Der Austausch zwischen CAFM Server und Leitrechner auf der GLT Seite ist dabei nicht bidirektional sondern unidirektional von der GA zum CAFM System Der CAFM Server und die ber das Internet angebundenen Clients haben somit keinen Zugriff auf den Feldbus Eine Steuerung der Busteilnehmer ist nur ber den Leitrechner m glich Auf der GA Seite gibt es viele verschiedene Technologien wie in Kapitel 4 1 behandelt Der hier dargestellte Aufbau basiert auf dem 3 Ebenen Modell mit Management Automations und Feldebene wie in den Kapiteln 3 3 und stellenweise auch 4 1 gezeigt Die M glichkeiten der Gestaltung einer GA Landschaft sind mit den vorgestellten Bus Systemen sehr variabel Daher sind im Folgenden nur beispielhafte Ausf hrungen der technischen Anbindung des Feldbusses an die GLT Zentrale der Managementebene sowie der weiterf hrenden Daten bermittlung an CAFM Systeme genannt Busger te der Feldebene kommunizieren ber ein 2 oder 4 adriges Kabel mit der Automationsebene und sind ber entsprechende Adapter mit dem Leitrechner der Managementeben verbunden Diese Adapter werden als RS232 RS485 Converter siehe Abbildung 56 bezeichnet Die Leitungskabel werden dire
52. WAN LAN Netz nur indirekt ber die USB oder COM Ports des Servers erreichbar Installation und Konfiguration der Endger te via USB COM Port CAFM Einbindung via Importfunktion USB COM Funkgateway Abbildung 59 Bidirektionale GA Anbindung ber den seriellen Bus USB COM Port des CAFM Servers eigene Darstellung Dieser Aufbau unterscheidet sich GA seitig grundlegend von dem eines klassischen Bussystems In diesem Modell wird die Geb udeautomation direkt in das Computernetzwerk eingebunden Sensoren und Aktoren sind nicht mehr ber DDCs an einen separaten Leitrechner angeschlossen sondern direkt mit dem CAFM Server gekoppelt Im Falle einer reinen Funkbusl sung erfolgt die Integration ber ein an den USB COM Port angeschlossenes Gateway Abbildung 59 zeigt den Aufbau wie er mit Ger ten der EnOcean Technologie realisiert werden kann Generell k nnen auch leitungsgebundene Ger te anderer Hersteller direkt ber den USB COM Port angeschlossen werden wie in der Abbildung angedeutet Die weitere Betrachtung beschr nkt sich aber auf die Funkbus Variante 101 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Die Kommunikation der Ger te untereinander via Funk ist kein IP basierter Netzwerkstandard WLAN sondern eine eigene Funktechnologie die spezielle Gateways und Protokolle erfordert siehe Kapitel 4 1 6 Die Endger te sind also nicht netzwerk bzw WLAN f hig sie basieren auf der EnOcean Funktechnologie
53. Zudem gibt es keine weitere Ausf hrung zum Begriff standardisiertes Daten bertragungsprotokoll Es gilt zu beantworten ob es nicht einen Standard hinsichtlich Kopplung zwischen COM Port und CAFM System geben sollte ggf in Abh ngigkeit des angeschlossenen Ger ts Sollte das Blickfeld auf weitere Anschl sse gerichtet werden Richtlinie 410 Kapitel 4 berblick zu Schnittstellen klassifiziert nochmals die Bereiche Online und Offline Schnittstelle sowie Uni und Bidirektionalit t Auch hier ist zu diskutieren ob die Funktionalit t der Schnittstelle von der reinen Daten bertragung um Protokolle zur Anlageninstallation konfiguration und steuerung erweitert werden sollte Folgender Absatz in Richtlinie 410 Kapitel 4 2 bertragung von FM Daten ist im Hinblick auf das Ziel dieser Arbeit besonders hervorzuheben Im Bereich der Geb udeautomationssysteme existieren viele hersteller und produktabh ngige Spezifikationen sodass hier meist eine Individuall sung gefunden werden muss Jedoch sind auch hier Standardisierungsbem hungen zu erkennen sodass beispielsweise f r MS Betriebssysteme die OPC Schnittstelle OLE for Process Control geschaffen wurde die es erlaubt Daten herstellerunabh ngig zwischen den verschiedenen Systemen auszutauschen Aber auch hier m ssen die GA Systemhersteller oder Drittanbieter einen entsprechenden OPC Server zur Verf gung stellen da dieser hardwareseitig die physische Anbind
54. a 108 65 121001020 192 168 0 26 uuid 8js6zc4 p04r 7rkt 9c2d f4 UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 ES history H 111 65 121001021 192 168 0 115 uuid msj479sk 93kc srzk 9c2d f UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 ER locretBuilding H 112 65 121001022 192 168 0 17 uuid 9kj6tv4s e8df 9c2d f4b75f UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 H 114 65 121001023 192 168 0 172 uuid 8mc6zwjd fsa9 74dx 9c2d UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 E locrefFloor oe stateVariableName stateVariableValue dataType defaultValue minimum maximum E tocrefRoom 612 WindowPosition 0 ui4 0 0 10 E serviceActionList 611 WaterTemperatureSupply 0 ui4 0 ER sericeArgumentlist 610 WaterTemperatureReturn 0 ui4 0 609 WaterReservoirTemperature 60 ui4 60 40 70 3 serviceStateTable 608 PressureValvePosition 0 ui4 0 0 10 7 Power D boolean o 0 zi 606 OperatingTemperature 0 ui4 0 605 OperatingPressure 0 uig D 604 HeatOutput D ui4 0 603 HeatLoss 0 uig D 602 HeatingBurner 0 boolean 0 0 1 601 GasConsumption 0 ui4 0 600 DoorPosition 0 ui4 0 0 10 599 BoilerTemperature 75 uig 75 40 80 598 BoilerPressure 0 ui4 0 597 AirTemperatureOutside 0 ui4 D 596 AirTemperaturelnside 0 ui4 0 Neu E 115 65 121001024 192 168 0 83 uuid 0e547a38 a3a6 48df 9c2d UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 CG 117 65 121001025 192 168 0 66 uuid 0e547a38 a3a6 48df 9c2d UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 E 118 65 121001026 192 168 0 87 uuid 0e547a38 a3a6 48df 9c2d UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 e Datensatz 4 4 6von17 gt M
55. aus informationstechnischer Sicht sowie ber die zum UPnP Standard geh renden Datenformate und Netzwerkprotokolle erforderlich 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung UPnP Standards werden durch das UPnP Forum das sich aus einer Initiative der Computerindustrie heraus entwickelt hat definiert In der UPnP Device Architecture sind die XML basierte Ger tedarstellung und Protokolle f r die Kommunikation zwischen Control Points und Devices spezifiziert Zur Erl uterung der Funktionsweise zeigt folgende Abbildung eine bersicht der aus 6 Schritten bestehenden Prozesskette einer UPnP Ger teanbindung UPnP Prozesskette e Addressing e Discovery e Description e Control e Event Notification DD S X O gt Z A G as E n Q OU Fur N S e Presentation Abbildung 68 UPnP Prozesskette eigene Darstellung Die einzelnen Schritte der Ger teanbindung sind in der UPnP Device Architecture und auf den Seiten der Microsoft Informationsplattform TechNet nach folgendem Schema beschrieben 1 Adressierung Das UPnP Ger t bezieht zu Beginn eine IP Adresse zwecks eindeutiger Identifizierung im lokalen Netzwerk Standardm ig wird das Ger t versuchen eine IP Adresse ber DHCP zu erhalten Die Adressierung kann aber auch durch manuelle Adressvergabe erfolgen 5 UPnP Forum UPnP Device Architecture 1 1 2008 8 Microsoft TechNet Univer
56. beispielsweise ZigBee und Z Wave In dieser Arbeit beschr nkt sich die Betrachtung von Funksystemen aber auf eine weitere kabellose Variante die batterielose Funksensorik von EnOcean 53 4 Technologien Die konventionelle Elektroinstallationstechnik dient zum einen dem reinen Transport der Energie und zum anderen gleichzeitig der Steuerung aller elektrotechnischen Vorgange im Geb ude einfach durch Schlie en Einschalten der Lampe oder Unterbrechen Ausschalten des Energiekreislaufs Doch mit der Zunahme von Ger ten und Funktionen kommt die herk mmliche Methode schnell an ihre Grenzen da der Bedarf an Kabeln und Leitungen und damit der Material Kosten und Arbeitsaufwand immer h her wird Ein bahnbrechendes Konzept schaffte schlie lich die Grundlage f r neue M glichkeiten der Elektroinstallation Bussysteme Es beruhte auf der Idee Energie und Informationen mit getrennten Leitungen zu transportieren Allen Bussystemen gemeinsam ist dass s mtliche Verbraucher Aktoren mit s mtlichen Befehlsgebern Sensoren ber ein Medium meist eine 2 adrige verdrillte Kupfer Leitung miteinander verbunden sind Abbildung 16 Buskabel Quelle Online Produktkatalog Fa VOKA Wie funktioniert ein Bussystem S mtliche Busteilnehmer wie Bedienelemente Sensoren und Aktoren werden ber eine Busleitung miteinander verbunden Auf dieser Leitung werden Signale zum Schalten Steuern Stellen Regeln Melden Messen Z
57. ben tigt Einfache Zentralbefehle k nnen direkt mit den Sendern ausgef hrt werden Abbildung 41 Ratio Temperatursensor Abbildung 42 Ratio Thermostataktor Quelle Online Produktkatalog Fa Akktor GmbH Quelle Online Produktkatalog Fa Akktor GmbH 6 EnOcean Alliance Hersteller und Produkte 2013 7 BauNetz Media GmbH Baunetzwissen Elektro Funk Bussysteme 2013 77 4 Technologien Die Grundidee der Enocean Technologie beruht darauf die f r die Funk bertragung notwendige Menge an elektrischer Energie durch den Einsatz von miniaturisierten Energiewandlern aus Quellen wie Umgebungstemperatur Bewegungen Licht oder Luftstr mungen zu gewinnen Diese Energiequellen reichen f r das Senden von kurzen Funksignalen aus da dies nur geringe Mengen an Energie ben tigt Konkret kommen Thermowandler Solarzellen oder Piezoelektrizit tswandler zum Einsatz Das Gewinnen von Energie aus der Umgebung bezeichnet man als Energy Harvesting Somit k nnen die Sender batterielos betrieben werden und bleiben weitestgehend wartungsarm Abbildung 43 Energiewandler mit EnOcean Technologie Quelle EnOcean Sensoren und Aktoren k nnen ber Gateways an andere Systeme wie z B KNX oder LON angebunden werden Die Kopplung an einen PC um sie im Falle von komplexeren Szenarien ber eine passende Software konfigurieren und zentral bedienen zu k nnen ist ber ein USB Gateway m glich Abbildung 44 Ratio Ga
58. contactData 1D amp ex ToString contactData companyName FROM contactData ORDER BY contactData companyName Dim manufacturerList As DataTable dataReader cmd ExecuteReader If dataReader HasRows Then manufacturerList Load dataReader End If Listbex f llen tBoxManufacturer DataSource tBoxManufacturer DataValueField tBoxManufacturer DataTextField tBoxManufacturer DataBind tBoxManufacturer Items Insert 0 ntrag selektieren If preSelect True Th n Dim selectedItem As DataRow manufacturerList Select companyName RN ListBoxManufacturer SelectedValu New DataTable manufacturerList ID companyName bitte ausw hlen falls Anzeige nach Importvorgang amp selectedManufacturer amp selectedItem 0 Item ID End L Th If preSelect Fals n Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text List der Hersteller aktualisiert 241 Anhang 242 btnMessage Enabled True End If Catch ex As Exception If preSelect False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren 1b1M ssage Text Liste der Hersteller konnte nicht aktualisiert werden btnMessage Enabled True End If End Try End Sub Listbox Modell Nummer aktualisieren Private Sub updateDropDownModelNumber ByVal t
59. das Beispiel einer Steuereinheit f r Heizungsanlagen beschr nkt auf die daf r relevanten Attribute in Kapitel 6 2 f r und f r ein universelles Ger t der technischen Geb udeausr stung nach den Tabellen 6 13 vollumf ngliche Attributliste im Anhang dieser Arbeit zu finden Namensgebung F r das Schnittstellenkonzept ist ein Name oder Begriff zu deklarieren der als Synonym f r den neuen Standard bzw das neue Austauschformat steht Als Begriff f r den Datenaustausch und die Steuerung von UPnP f higen Ger ten und Anlagen im Bereich des Facility Managements eignet sich Facility Management and Automation Control Data Exchange kurz FMA Codex Ein weiterer Standard Jede CAFM Software die den FMA Codex implementiert und die Funktion des UPnP Ger teimports bereitstellt kann als UPnP ready gekennzeichnet werden 150 6 Praktische Umsetzung Die Entwicklungen im Bereich der Geb udeautomation tendieren immer mehr in Richtung Intelligentes Haus bzw Smart Home Die Vernetzung ber das meist vorhandene Computernetzwerk ist naheliegend Dennoch sind Technologien wie UPnP in der Geb udeautomation nicht verbreitet Da es nach derzeitigem Kenntnisstand keine UPnP f higen Steuerzentralen in den klassischen Gewerken Heizung Klima L ftung und Sanit r gibt kann die praktische Umsetzung des Modells derzeit nur bedingt realisiert werden Modellentwicklung Prozessabl ufe Protokolle XML Datenformate f r den
60. dataType gt boolean lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 1 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt 221 Anhang lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt AirTemperaturelnside lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt AirTemperatureOutside lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt BoilerPressure lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt BoilerTemperature lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 75 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 40 lt minimum gt lt maximum gt 80 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Brightness lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 600 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 1 lt minimum gt lt maximum gt 1000 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEv
61. die f r die L sung der Aufgabenstellung dieser Arbeit von Bedeutung sind n her betrachtet 4 2 Computernetzwerke 4 2 1 LAN via Kabel Ethernet klassisch Die Technologie welche den Datenaustausch zwischen den Ger ten bzw Computern in einem lokalen Netzwerk LAN definiert nennt man Ethernet Innerhalb eines gemeinsamen Leitungsnetzes bertragen die Netzwerk Teilnehmer Nachrichten durch Hochfrequenz Ethernet spezifiziert sowohl die Software Protokolle Signale auf der Bit bertragungsschicht und Paketformate als auch die Hardware Kabeltypen Stecker Verteiler und Netzwerkkarten f r kabelgebundene Datennetze Das Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE hat unter der Arbeitsgruppe 802 eine Vielzahl an Standards im Bereich der lokalen Netze LAN ver ffentlicht Ethernet ist in IEEE Norm 802 3 standardisiert Die Abk rzung LAN steht f r Local Area Network Dabei handelt es sich um ein Computernetzwerk das sich ber kleine lokale und meist auf Geb ude beschr nkte Bereiche erstreckt Als Beispiele w ren ein Heim oder ein kleines Firmennetzwerk zu nennen bei dem viele Computer direkt oder indirekt ber Hubs und Switches miteinander verbunden sind Aber nicht nur Computer sondern auch andere netzwerkf hige Ger te wie z B Drucker Massenspeicher Kontroll Steuer einheiten Home Entertainment usw k nnen in das Netz eingebunden werden Ein lokales Netzwerk LAN kann ber einen Router mi
62. durch den zusammen gesetzten Prim rschl ssel festgelegt Abbildung 82 Tabelle locrefFloor Schlie lich definiert der Raum als kleinste Fl chen einheit den konkreten Standort des Anlagenobjekts Der Raum bildet zusammen mit dem Geschoss eines Geb udes die eindeutige Zuordnung Abbildung 83 Tabelle locrefRoom 155 6 Praktische Umsetzung 156 6 1 2 Relationen Wie zu Beginn des Kapitels gesagt handelt es sich bei dieser Konzeption um ein relationales Datenbankmodell Mit der Definition der Tabellen ist der erste Schritt des Entwurfs getan Sie m ssen nun miteinander in Beziehung gebracht werden Das zur Verkn pfung herangezogene Datenfeld ist immer die ID des jeweiligen Eintrags Die Methode der zusammengesetzten Prim rschl ssel steht dabei nicht in Widerspruch sie gew hrleisten die Eindeutigkeit der Eintr ge Doch als Referenz ist die fortlaufend nummerierte ID einfacher zu handhaben Die folgende Abbildung der Relationen ist im Anhang in gr erer Darstellung zu finden deviceClass serviceActionList serviceArgumentList contactData ID pe le ID ID ID 9 manufacturerD be 7 deviceClassID actionNamelD companyName modelNumber actionName argumentName companyStreet deviceCategory categoryiD direction companyZipCode ID FE deviceType relatedStateVariable companyCity 3 categoryNumber friendlyName companyLand categoryName manufacturerURL companyPhone modelDescription companyURL SSES mod
63. entfernten Ger ten oder Rechnern bertragen werden k nnen W hrend SATA Anschl sse nur f r die Kopplung von Speichermedien vorgesehen sind werden Firewire und USB f r den Datenaustausch zwischen PC und lokalen Peripherieger ten wie z B Drucker Scanner oder sonstige Ger te zur Ein Ausgabe und Steuerung genutzt Unter der Voraussetzung dass die genannten Ger te netzwerkf hig sind k nnen diese auch direkt ber eine LAN Verbindung oder drahtlos via WLAN mit dem PC verbunden werden Sind mehrere Teilnehmer zum Zweck der Datenkommunikation miteinander verbunden spricht man von einem Netzwerk F r den Einsatz von Steuerungsmechanismen im CA FM Bereich kann eine Kombination aus beiden Anbindungsvarianten lokal via USB und entfernt via LAN sinnvoll sein Abh ngig von den Anforderungen muss ein geeignetes Konzept entwickelt werden Vorstellbar w re eine web und serverbasierte L sung bei dem die Endger te lokal angebunden sind Endger te k nnen dabei z B Funkgateways sein wie sie bei Omnio EnOcean Technologie vgl Kapitel 4 1 6 zum Einsatz kommen Innovativer w re der Ansatz eine web und serverbasierte L sung zu entwickeln bei der die Endger te ber das Netzwerk mit dem Server kommunizieren wobei die Implementierung nach dem Plug and Play Prinzip m glichst komfortabel gestaltet werden sollte In den folgenden Kapiteln werden die f r den Datenaustausch relevanten Schnittstellen und Technologien
64. ersten Version f r bertragungsraten von 14 Mbit s bei einer Frequenz von 2 30 MHz ausgelegt im zweiten Schritt mit Homeplug Turbo f r 85 Mbit s Eine weitere Steigerung auf 200 Mbit s versprach der Homeplug AV Standard der mittlerweile durch Homeplug AV2 abgel st wurde Derzeit sind damit 600 MBit s bei einer Erweiterung des Frequenzbereichs von 2 auf 86 MHz m glich Die maximale Reichweite betr gt 300 Meter Seit 2010 wird der neue Standard Homeplug GreenPHY als energieeffiziente und kosteng nstige Variante f r Smart Grid Anwendungen entwickelt Der daf r optimierte Datendurchsatz ist auf 10 MBit s reduziert 71 Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE 1901 2010 2010 7 HomePlug Alliance Whitepapers 2013 85 4 Technologien Fur die praktische Umsetzung sind Adapter notwendig welche die digitalen Datenstr me in hochfrequente Signale zwischen 2 30 MHz Homeplug Standard bzw 2 86 MHz Homeplug AV2 Standard umwandeln Diese Adapter haben eine RJ45 Buchse die mit dem Endger t verbunden wird und einen Netz bzw Schuko Stecker f r den Kontakt zur Steckdose Abbildung 50 PowerLAN Adapter Quelle Online Produktkatalog Fa MSI Computer Fur ein Netzwerk sind mindestens zwei Adapter notwendig die miteinander kommunizieren k nnen Eine besondere Hierarchie gibt es dabei nicht jeder Adapter ist gleichberechtigt Man spricht in diesem Fall von einer Peer to Peer Netzwerktopologie Bei der
65. f r private bzw lokale Netzwerke reservierter IP Adressbereich liegt zwischen 192 168 000 000 bis 192 168 255 255 Damit lassen sich 256 Gruppen mit jeweils 256 Ger ten bilden In Summe also 65 536 Einheiten die direkt ber ihre lokale IP Adresse angesprochen werden k nnen 116 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung Insgesamt gibt es drei spezielle IP Adressbereiche die f r interne Netzwerke genutzt werden k nnen e 010 000 000 000 010 255 255 255 e 172 016 000 000 172 031 255 255 e 192 168 000 000 192 168 255 255 Gro e Unternehmen benutzen oftmals auch andere Adressbereiche f r interne Firmennetzwerke Die Zuteilung von IP Netzen im Internet wird von der Internet Assigned Numbers Authority IANA geregelt Auf regionaler Ebene vergeben die Regional Internet Registries RIR die ihnen von der IANA zugeteilten Netze an lokale Vergabestellen F r Deutschland ist das europ ische R seaux IP Europ ens Network Coordination Centre RIPE NCC zust ndig Fernzugriff Entfernte Clients oder auch Smartphones und Tablets sind ber das World Wide Web mit dem CAFM Server verbunden Dabei ist der Router die Schnittstelle zwischen WAN und LAN und besitzt zwei IP Adressen die des WANs vergeben durch den Internet Provider und die des privaten LANs vergeben durch den Netzwerk Administrator Der entfernte Client kann bei einer Datenbankanfrage nur indirekt mit dem Server kommunizieren da
66. geb udetechnischer Einrichtungen ber CAFM Systeme ist bislang nicht m glich Es existieren auch noch keine hersteller und Gewerke bergreifenden Standards f r Kopplungen oder Schnittstellen dieser Art Zudem fehlt es an Methoden einer komfortablen Einbindung Installation und Konfiguration von geb udetechnischen Anlagen Auch dieser Punkt soll bei der Erstellung des L sungskonzepts ber cksichtigt werden Was ist dazu n tig Was m sste standardisiert werden Welche Prozesse m ssten modelliert und durchlaufen werden 2 2 Problemstellung Der IST Zustand l sst sich in folgender Grafik darstellen webbasierter Zugriff Browser WAN DO LAN lokaler Zugriff Applikation Erfassung von Anlagendaten mit statischen Attributen Informationen durch manuelle Datenpflege oder Anlagen Wartungsmanagement Protokolle kaufm nnische Sicht lt 4 unidirektional manuell CAFM Server lokaler Zugriff Applikation Geb ude Anlagen Endger te idirektional Bussysteme direkte Verbindung ber Bussysteme zu den Anlagen und Endger ten Daten bermittlung und aktive Steuerung durch Technologien z B KNX LON BACNet technische Sicht Abbildung 1 IST Zustand eigene Darstellung mit Bildmaterial der Initiative Intelligentes Wohnen www intelligenteswohnen com Der Server eines klassischen CAFM Systems ist ber ein Computernetzwerk mit den Clients verbunden Der Zugriff erfolgt aus einer
67. gt lt argument gt lt name gt retOperatingHoursStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingHours lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperatingNoise lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOperatingNoiseStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingNoise lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperatingPressure lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOperatingPressureStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingPressure lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperatingRotationalSpeed lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOperatingRotationalSpeedTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingRotationalSpeed 209 Anhang lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperatingSpeed lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOperatingSpeedTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVa
68. hlen und berwachen gesendet Voraussetzung daf r ist dass die Installationsger te busf hig sind Dazu m ssen sie mit einer programmierbaren Steuereinheit einem sog Controller ausger stet sein die Informationen in Form von Datentelegrammen ber den Feldbus versenden und empfangen kann Die Interaktion der gesamten Elektroinstallation erfolgt durch Programmierung dieser Controller Die Struktur von Bussystemen kann dabei linien ring baum oder sternf rmig sein Man bezeichnet dies als Netztopologien die im Folgenden n her erl utert sind 32 BauNetz Media GmbH Baunetzwissen Elektro Grundprinzip und Elemente von Bussystemen 2013 54 4 1 Bussysteme e Linientopologie Installation in einer Linie ohne Abzweige Die Teilnehmer sind direkt an die offene Ubertragungsleitung angeschlossen e Ringtopologie Installation bei der Anfang und Ende einer Linie verbunden sind Die Teilnehmer sind direkt an die geschlossene bertragungsleitung angeschlossen e Baumtopologie Installation in einer Linie mit Abzweigen An einer bertragungslinie sind weitere Linien angeschlossen e Sterntopologie Installation bei der Abzweige in einem Punkt zusammengef hrt sind Teilnehmer werden zentral verbunden beispielweise mit einem Hub oder Switch F r Bussysteme gibt es eine Vielzahl an Normen und Regelwerken die teilweise bereits in Kapitel 3 3 zitiert worden sind Als wichtigste Dokumente sind die deutschen Normen DIN EN ISO 16484 D
69. html BauNetz Media GmbH 2013 Baunetzwissen Elektro Ebenen der Geb udeautomation Abgerufen am 12 Januar 2013 von www baunetzwissen de http www baunetzwissen de standardartikel Elektro Ebenen der Gebaeudeautomation_1644069 html BauNetz Media GmbH 2013 Baunetzwissen Elektro Funk Bussysteme Abgerufen am 12 Januar 2013 von www baunetzwissen de http www baunetzwissen de standardartikel Elektro_Funk Bussysteme_153114 html BauNetz Media GmbH 2013 Baunetzwissen Elektro Grundprinzip und Elemente von Bussystemen Abgerufen am 12 Januar 2013 von www baunetzwissen de http www baunetzwissen de standardartikel Elektro_Bussysteme ein Grundprinzip mit vielen Vorteilen_153102 html Behaneck M 2012 Cloud Computing In der Wolke rechnen Deutsches IngenieurBlatt BITKOM Bundesverband Informationswirtschaft Telekommunikation und neue Medien e V 2009 BITKOM Leitfaden Cloud Computing Evolution in der Technik Revolution im Business Berlin 269 Literaturverzeichnis DATACOM Buchverlag GmbH 2013 TWissen GA Geb udeautomation Abgerufen am 20 01 2013 von www itwissen info http www itwissen info definition lexikon Gebaeudeautomation building automation GA html DATACOM Buchverlag GmbH 2013 TWissen Middleware Abgerufen am 11 03 2013 von www itwissen info http www itwissen info definition lexikon Middleware middleware html Deutsches Institut f r Normung e V August 2000 DIN 32
70. iad ae 69 Buskoppler LCN PK RS232 Schnittstelle Quelle Online Produktkatalog Fa Issendorff KG 69 Aufbau des BACnet Protokolls auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells eigene Darstellung 71 BACnet IP Controller KNX LON Gateway Quelle Online Produktkatalog Fa Wago 72 Kommunikation im digitalSTROM Gesamtsystem nach Aizo AG eigene Darstellung mit Bildmaterial aus Online Produktkatalog Fa Aizo AG 74 digitalSTROM Chip dSID Quelle Online Produktkatalog der Aizo AG Foto nachbearbeitet 75 L ster Klemme mit verbautem Chip Quelle Online Produktkatalog der Aizo AG 75 Schematische Darstellung des digitalSTROM Netzes Quelle Aizo AG digitalSTROM System bersicht 2012 sssssssssesssesesee 76 Ratio Temperatursensor Quelle Online Produktkatalog Fa Akktor GmbH 77 Ratio Thermostataktor Quelle Online Produktkatalog Fa Akktor GmbH 77 Energiewandler mit EnOcean Technologie Quelle ERC 78 Ratio Gateway Quelle Online Produktkatalog Fa Omnio AG 78 Funktionsweise der batterielosen Funk bertragung nach der Beschreibung von EnOcean eigene Darstellung 79 Aufbau des EnOcean Protokolls auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells eigene Darstellung 80 Abbildungsverzeichnis Abbildung 47 Abbildung 48
71. out lt direction gt 163 6 Praktische Umsetzung lt relatedStateVariable gt HeatingBurner lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetHeatLoss lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retHeatLossStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatLoss lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetHeatOutput lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retHeatOutputTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatOutput lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperatingPressure lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOperatingPressureStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingPressure lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperatingTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt 164 6 2 XML Schema fiir UPnP lt name gt retOperatingTemperatureStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingTemperature lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt a
72. sollte aber nicht nur herstellerunabh ngig sondern auch offen sein Dadurch wird jedem Interessierten erm glicht im Komitee mitzuarbeiten und die Erweiterungsvorschl ge kommentieren und erg nzen zu k nnen Was ist Grundlage des Netzwerkprotokolls und wie ist es aufgebaut BACnet orientiert sich am ISO OSI Referenzmodell siehe Kapitel 4 2 4 und fasst die Schichten 4 7 in der Anwendungsschicht Application Layer zusammen 54 ASHRAE SSPC 135 Overview 2013 BauNetz Media GmbH Baunetzwissen Elektro BACnet Bussystem 2013 70 4 1 Bussysteme Die folgende Grafik zeigt den Aufbau des BACnet Protokolls auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells ISO OSI Referenzmodell BACnet Protokoll Anwendungsschicht Darstellungsschicht Application Layer 38 Dienste Kommunikationsschicht Transportschicht Network Layer 10 Dienste Link Layer Sicherungsschicht PTP MS TP ISO 8802 2 Type 1 LonTalk BACnet IP Physical Layer RS232 RS485 Arcnet Ethernet Physikalische Schicht Abbildung 35 Aufbau des BACnet Protokolls auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells eigene Darstellung BACnet Ger te k nnen eine oder mehrere der folgenden physikalischen bertragungsschichten in Kombination mit der entsprechenden Sicherungsschicht Physical Layer Link Layer verwenden P e RS232 mit Protokoll PTP Point To Point e RS485 mit Protokoll MS TP Master Slave Token Passing e ARCnet e Ethernet nach ISO
73. string lt dataType gt lt defaultValue gt default value lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt MinimumValue lt minimum gt lt maximum gt MaximumValue lt maximum gt lt step gt Increment lt step gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt COMMENT Declarations for other state variables defined by UPnP Forum working committee if any go here gt lt COMMENT Declarations for other state variables defined by UPnP vendor if any go here gt lt serviceStateTable gt lt scpd gt 134 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung Das UPnP Forum hat bereits eine Vielzahl an Ger tekategorien standardisiert und folgende Templates sog Device Control Protocols DCP ver ffentlicht Audio Video o MediaServer 1 and MediaRenderer 1 o MediaServer 2 and MediaRenderer 2 o MediaServer 3 o MediaServer 4 and MediaRenderer 3 e Basic o Basic Device 1 e Device Management o Manageable Device 1 o Manageable Device 2 e Home Automation o Digital Security Camera 1 o HVAC 1 o Lighting Controls 1 o SolarProtectionBlind 1 e Networking o Internet Gateway 1 o Internet Gateway 2 o WLAN Access Point 1 e Printer o Printer Basic 1 o Printer Enhanced 1 e Remote Access o RAClient 1 RAServer 1 and RADiscoveryAgent 1 o RAServer 2 and RADiscoveryAgent 2 e Remoting o Remote UI Client 1 and Remote UI Server 1 e Scanner o Scanner e Telephony o Telephony 1 o Telephony 2 SS
74. t False Then 243 Anhang Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Liste der Serien Nummern aktualisiert btnMessage Enabled True End LE Catch ex As Exception If preSelect False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lb1lMessage Text Liste der Serien Nummern konnte nicht aktualisiert werden btnMessage Enabled True End If End Try End Sub Listbox Import aktualisieren Private Sub updateImportList Listbox leeren ListBoxImportData Items Clear Neue DataTable mit Werten f r Demo Import erzeugen Dim importList As DataTable New DataTable importList Columns Add ColumnName IP importList Columns Add ColumnName Name importList Rows Add 192 168 0 150 Standard Heizzentrale importList Rows Add 192 168 0 151 Standard L ftungszentrale importList Rows Add 192 168 0 152 Standard Klimazentrale importList Rows Add 192 168 0 153 Heizungssteuereinheit importList Rows Add 192 168 0 154 L ftungssteuereinheit importList Rows Add 192 168 0 155 Lichtsteuereinheit importList Rows Add 192 168 0 156 Pumpensteuereinheit importList Rows Add 192 168 0 157 Mediensteuereinheit L istbox f llen ListBoxImportData DataSource importList ListBoxImportData DataValueField IP ListBoxImpo
75. t am COM Port zusammenstellen Dim command As String txtMax Text Dim n As Integer command Length 2 Dim datagramm n 1 As Byte For i As Integer 0 To command Length 1 Step 2 datagramm i 2 Convert ToByte command Substring i 2 16 Next 181 6 Praktische Umsetzung 182 Try COM Port ffnen Port Open Command senden Port Write datagramm 0 14 COM Port schlie en Port Close history tx Catch ex As tMax Text Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren 1blMessag End Try Else Text Steuerbefehl konnte nicht gesendet werden Endger t nicht erreichbar Steuerbefehl f r UPnP Ger t zusammenstellen Dim command As String http amp txtBaseURL Text amp amp txtControlURL Text amp txtArgument Text amp txtMax Text Try Steuerbefehl senden Dim Reques t As HttpWebRequest WebRequest Create command Dim Response As HttpWebResponse Request GetRespons history tx Catch ex As tMax Text Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren 1blMessag End Try End If End Sub Die Funktion zum Text Steuerbefehl konnte nicht gesendet werden Endger t nicht erreichbar Abschalten nennt sich btnPowerOff Click und ist analog aufgebaut Der Unterschied liegt in der Variablen die beim Abs
76. und umfasst damit den Physical Layer Data Link Layer und Networking Layer Das Protokoll ist seit M rz 2012 in der Norm ISO IEC 14543 3 10 Information 6 EnOcean Unternehmensprofil 2013 57 EnOcean Batterielose Funktechnologie 2013 79 4 Technologien Technology Home Electronic Systems HES Part 3 10 Wireless Short Packet WSP Protocol optimized for Energy Harvesting Architecture and Lower Layer Protocols definiert ISO OSI Referenzmodell EnOcean Protokoll Anwendungsschicht Darstellungsschicht Application Layer Kommunikationsschicht Transportschicht Netzwerkschicht Network Layer Sicherungsschicht Link Layer Physikalische Schicht Physical Layer Abbildung 46 Aufbau des EnOcean Protokolls auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells eigene Darstellung Nach eigenen Recherchen zufolge k nnen Ger te mit EnOcean Technologie aber ber Fremdprodukte mit dem Internet gekoppelt werden Dies scheint m glich mit dem BACnet IP Controller von Wago der auch Anschlussm glichkeiten f r EnOcean Ger te bietet wie dem Anwendungsbeispiel Abbildung 47 zu entnehmen ist Dies konnte im Rahmen dieser Arbeit aber nicht getestet werden 7 EnOcean Funkstandard 2013 80 4 1 Bussysteme ETHERNET Feldbus Abbildung 47 Internetanbindung von EnOcean Ger ten via BACnet IP Controller Quelle Produktkatalog Automation Fa Wago Im Rahm
77. und Optimierung der Energiefunktionen Optimierung im Betrieb durch effizienten Einsatz der GA und Schwachstellenanalyse Dynamisches Energiemanagement 5 30 0 5 HLKS K lte Beleuchtung Steuerungen Motoren Antriebe 10 60 2 10 Stromerzeugung D mmung Fenster W rmebr cken Bauphysik 90 10 60 Abbildung 12 Energieeffizienz durch Geb udeautomation Quelle Siemens Building Technologies Technisch werden die Komponenten der GA mit Hilfe von Bus Systemen physikalisch vernetzt und durch die Interaktion mit Kommunikationsprotokollen logisch zu einem Gesamtsystem zusammengefasst Der grundlegende Aufbau eines Geb udeautomations systems gliedert sich in drei logische Funktionsebenen Managementebene Automations und Feldebene Die einzelnen Ebenen sind je nach Gr e und Komplexit t des Objekts bzw der zu automatisierenden Liegenschaften ausgepr gt Aufgrund des Fortschrittes in der digitalen Steuerungs und Regelungstechnik verwischen die Grenzen der einzelnen Ebenen zunehmend Insbesondere Funktionen der Automationsebene wurden mit Siemens Building Technologies Optimierung der Geb udeenergieeffizienz 2013 40 3 3 Geb udeautomation leistungsfahigeren digitalen Systemen zunehmend dezentralisiert d h in die Feldebene u25 integriert e Die geb udetechnischen Anlagen und Steuerungseinheiten sind ber Bussysteme mit einer zentralen rechnergest tzten Leitstelle vernetzt Der sog Leitrechner bildet die M
78. und statt Set der Pr fix new neu verwendet Mit diesen Befehlen werden die zugeh rigen Variablen zur ckgegeben oder neu gesetzt Die Endungen Target und Status stehen als Synonym f r die Verwendungsart der zugeh rigen Variablen wie im Folgenden erl utert Auch hier sind die Vorgaben des UPnP Standards zur Namensgebung ber cksichtigt 145 Parameter der Aktionen lt argument gt 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA lt argument gt lt name gt in out Abwarme Zustandswert retHeatLossStatus out Anlage einschalten ausschalten newDevicePowerTarget in Anlage Zustandswert retDevicePowerTarget out Anlaufstrom erh hen verringern newlnitialPowerTarget in Anlaufstrom Zustandswert retinitialPowerTarget out Aufl sung optisch erh hen verringern newResolutionTarget in Aufl sung optisch Zustandswert retResolutionTarget out Beleuchtung einschalten ausschalten newLightningPowerTarget in Beleuchtung Zustandswert retLightningPowerTarget out Betriebsdruck Zustandswert retOperatingPressureStatus out Betriebsger usch Zustandswert retOperatingNoiseStatus out Betriebsstunden Zustandswert retOperatingHoursStatus out Betriebstemperatur Zustandswert retOperatingTemperatureStatus out Drehzahl erh hen verringern newOperatingRotationalSpeedTarget in Drehzahl Zustandswert retOperatingRotationalSpeedTarget out Druck
79. z B Mausklicks oder Auswahl nderungen ausgel ste Funktionen FMControl beinhaltet im Detail folgende Methoden Funktionen e dbConnection Verbindung zur Datenbank aufbauen e updateDropDownManufacturer Listbox Hersteller aktualisieren e updateDropDownModelNumber Listbox Modell Nummer aktualisieren updateDropDownSerialNumber Listbox Serien Nummer aktualisieren updatelmportList Listbox Import aktualisieren 172 6 3 Programmbaustein FMContro e showSelection Attribute des ausgew hlten Ger ts anzeigen e clearFields Felder zur cksetzen e importData Ausgew hltes Ger t importieren e columnMatch Pr fen ob XML Eintrag als Feld Spalte in der Datenbank vorhanden ist e buildSsoL Zusammenbau des SQL Strings e addsoL Erg nzung des SQL Strings um Prim rschl ssel und Relationen e insertSOL Erzeugung des Datenbankeintrags e showlImport Importiertes Ger t ausw hlen und anzeigen e history Historisierung von Steuerbefehlen Events e ListBoxManufacturer SelectedIndexChanged Event nach Auswahl eines Herstellers e ListBoxModelNumber SelectedIndexChanged Event nach Auswahl einer Modell Nummer e ListBoxImportData SelectedIndexChanged Event nach Auswahl eines zu importierenden Ger ts e txtExistingDeviceChanged Event nach Text nderung in Attributfeldern vorhandener Ger te e txtNewDeviceChanged Event nach Text nderung in Attributfeldern neu anzulegender Ger te 173
80. 0 80 Abbildung 7 Realisierte Schnittstellen von CAFM Systemen Quelle Hohmann Fachvortrag CAFM Trendstudie 2013 Ein Viertel der Anwender gibt an seinen CAFM Einsatz auf den Bereich Energiecontrolling ausweiten zu wollen Die Frage nach einer bidirektionalen Schnittstelle zur GA wurde zwar nicht gestellt doch hatte eine Steuerungsfunktion aus einem CAFM System heraus einen bedeutenden Mehrwert f r den Punkt Energiecontrolling Mit dieser Funktionserweiterung w rde man dem Begriff Controlling seiner wortw rtlichen Bedeutung nachkommen man berwacht nicht nur man kann auch aktiv steuern Instandhaltungsmanagement Energiecontrolling Schlie anlagenmanagement Reinigungsmanagement Sicherheit und Arbeitsschutz Fl chenmanagement Sonstiges Inventarmanagement Vermietungsmanagement Umzugsmanagement Umweltschutzmanagement Reservierungsmanagement 10 15 20 CH a Abbildung 8 Ausweitung der Einsatzbereiche von CAFM Quelle Hohmann Fachvortrag CAFM Trendstudie 2013 Hohmann Fachvortrag CAFM Trendstudie 2013 33 3 Grundlagen In der folgenden Tabelle ist eine Auswahl an CAFM Herstellern mit ihren Produkten aufgelistet Die Auswahl beruht auf den nach der GEFMA Richtlinie 444 derzeit zertifizierten CAFM Softwareprodukten Unternehmen Software ARCHIBUS Solution Centers Germany GmbH ARCHIBUS Axxerion Facility Services Axxerion BFM GmbH KeyL
81. 2013 03 50 35 Ger tezustand nicht gesetzt l p control go amp p luuu amp p amp q q 17 1985 19 03 2013 01 55 58 A55A6B0530000000FFFFFF81304E A55A6B0510000000FFFFFF81302E 16 1985 19 03 2013 01 55 54 A55A6B0510000000FFFFFF81302E A55A6B0530000000FFFFFF81304E 15 1985 19 03 2013 01 55 29 Ger tezustand nicht gesetzt A55A6B0510000000FFFFFF81302E Ip ei Abbildung 93 Datens tze zur Historisierung Screenshot der eigenen Datenbank Jeder Steuerungsvorgang wird erfasst und als Datenbankeintrag gespeichert So k nnen die Vorg nge bzw Anlagenzust nde beliebig gefiltert und ausgewertet werden um den Status einer Anlage zu einem bestimmten Zeitpunkt festzustellen Dies kann im Rahmen der Betreiberverantwortung oder bei Schadensf llen von h chster Bedeutung sein 193 7 Fazit und Ausblick Im letzten Kapitel dieser Arbeit wird das Ergebnis unter Betrachtung der Zielsetzung bewertet und der Nutzen aus FM Sicht dargestellt Die Dissertation schlie t mit Handlungsempfehlungen f r Weiterentwicklungen und einem Ausblick f r den Einsatz in der Praxis 7 1 Fazit dieser Arbeit Das Ziel dieser Arbeit war einen Standard zur Kopplung von CAFM Systemen und Geb udeautomationstechnologien auf Management und Automationsebene unter Verwendung eines reinen Computernetzwerks zu entwickeln Die Anforderung an das webbasierte L sungsmodell mit Datenbankanbindung war die komfortable Anbindung geb udetechnischer Anlagen nach dem Plug and Play Pr
82. 24 Februar 2013 von www was ist wlan de www was ist wlan de Theis T 2008 Einstieg in Visual Basic 2008 G Computing Hrsg Thomzik M 2010 FM Branchenreport IAI e V Bochum Tierling E 14 Dezember 2004 Tom s Networking Guide UPnP Grundlagen Abgerufen am 25 Februar 2013 von www tomsnetworking de http www tomsnetworking de content reports j2004a background_upnp page2 h tml UPnP Forum 15 Oktober 2008 UPnP Device Architecture 1 1 UPnP Forum 2013 UPnP Device Control Protocols and Device Categories Abgerufen am 26 Februar 2013 von www upnp org http upnp org sdcps and certification standards sdcps Verband Deutscher Ingenieure e V Mai 2011 VDI Richtlinie 3813 2 Geb udeautomation GA Raumautomationsfunktionen RA Funktionen D sseldorf Verband Deutscher Ingenieure e V September 2012 VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 Geb udeautomation GA Hinweise f r das Geb udemanagement Planung Betrieb und Instandhaltung Schnittstelle zum Facility Management D sseldorf 273 Literaturverzeichnis Widmer L 2009 digitalSTROM Das Internet der elektrischen Ger te Strompraxis Sonderheft Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e V 2013 Initiative Intelligentes Wohnen Abgerufen am 11 M rz 2013 von www intelligenteswohnen com http www intelligenteswohnen com iw_de presse bilder php navanchor 2110051 Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie
83. 71 6 Praktische Umsetzung 6 3 Programmbaustein FMControl Zur Demonstration der Anwendbarkeit des Modells wird ein webbasierter Programmbaustein mit Datenbankanbindung unter Verwendung des neuen Standards FMA Codex entwickelt Er tr gt den Namen FMControl und ist als Modul einer CAFM Software f r den Teilbereich des Anlagenmanagements zu verstehen FMControl basiert auf der eigens entworfenen Datenbank aus Kapitel 6 1 Die Anwendung beinhaltet eine Import und Steuerfunktion f r UPnP Ger te der Geb udeautomation die zum jetzigen Zeitpunkt nur als virtuelle Devices simuliert werden k nnen F r die Programmierung werden Visual Studio 2010 als Entwicklungsumgebung mit der Programmiersprache VB NET sowie Microsoft Access als Datenbank management system verwendet Die Bereitstellung der erzeugten Website wird durch den Windows eigenen Internetinformationsdienst IIS Manager 7 0 mit ASP NET und dem Microsoft NET Framework 4 realisiert Die Anwendung FMControl besteht aus mehreren Methoden sog Funktionen bzw Prozeduren oder Events In VB NET wird wie folgt unterschieden Funktionen geben einen Wert zur ck Prozeduren arbeiten eine Aufgabenkette ohne R ckgabewert ab In anderen Programmiersprachen gibt es diese Unterscheidung nicht Oftmals wird auch bei VB NET der Begriff Funktion f r beide Methoden verwendet so auch im weiteren Verlauf dieses Kapitels Events sind durch bestimmte Ereignisse wie
84. 736 Geb udemanagement Berlin Deutsches Institut fiir Normung e V Oktober 2004 DIN EN ISO 16484 2 Systeme der Gebdudeautomation GA Teil 2 Hardware Berlin Deutsches Institut f r Normung e V Januar 2007 DIN EN 15221 1 Facility Management Teil 1 Begriffe Berlin Deutsches Institut f r Normung e V September 2011 DIN EN 50173 Informationstechnik Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlage Berlin Deutsches Institut f r Normung e V Februar 2012 DIN EN 13321 2 Offene Datenkommunikation f r die Geb udeautomation und Geb udemanagement Elektrische Systemtechnik f r Heim und Geb ude Teil 2 KNXnet IP Kommunikation Berlin Deutsches Institut f r Normung e V 2013 Dossier Energieeffizienz Abgerufen am 02 Januar 2013 von http www din de cmd level tpl unterrubrik amp menuid 47392 amp cmsareaid 47392 amp cmsrubid 47536 amp menurubricid 47 536 amp cmssubrubid 132106 amp menusubrubid 132106 amp languageid de Dietrich D Loy D amp Schweinzer H J 1998 LON Technologie Wien H thig Verlag Heidelberg EnOcean 2013 Batterielose Funktechnologie Abgerufen am 24 Januar 2013 von www enocean com http www enocean com de batterielose funktechnologie EnOcean 2013 Energiewandler Abgerufen am 24 Januar 2013 von www enocean com www enocean com de energiewandler EnOcean 2013 Funkstandard Abgerufen am 24 Januar 2013 von www enocean com http www enocean com de enocean f
85. Abbildung 49 Abbildung 50 Abbildung 51 Abbildung 52 Abbildung 53 Abbildung 54 Abbildung 55 Abbildung 56 Abbildung 57 Abbildung 58 Abbildung 59 Abbildung 60 Abbildung 61 278 Internetanbindung von EnOcean Ger ten via BACnet IP Controller Quelle Produktkatalog Automation Fa Wago ssesssssesssssesreesesrrerssrrees 81 LAN Kabel Quelle Online Produktkatalog Fa ADb Cable 84 RJ45 Stecker Quelle Online Produktkatalog Fa Preistaktik 84 PowerLAN Adapter Quelle Online Produktkatalog Fa MSI Computer c seecessseeeeeeseeeeeeeeaes 86 Access Point Quelle Online Produktkatalog Fa TD Link 87 TCP IP Protokoll auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells eigene Darstellung 8 222 000 naeh 91 Geschachteltes Protokoll f r die TCP IP Schichten nach Furrer Industrieautomation mit Ethernet TCP IP und Web Technologie 2003 eigene D rstellUne 4 2 kn mens eisen 92 Klassische Netzwerkstruktur eines CAFM Systems eigene Darstellung sisi 94 Unidirektionale GA Anbindung ber eine lokale Datenschnittstelle zwischen CAFM System und Bussystem mit Leitrechner eigene DarstellUin EE 96 RS232 RS485 Converter Quelle Online Produktkatalog Fa Abus 97 ISA Bus Controller Quelle Online Produktkatalog Fa Sauter cccccccceceessessessseeeeeeeeessesenaees 98 Unidirek
86. Applikation heraus Client Server Variante oder aus dem Internetbrowser heraus webbasierte Variante Anlagedaten geb udetechnischer Einrichtungen werden bei der Erstaufnahme manuell erfasst und sp ter durch Informationen aus dem Anlagen und Wartungsmanagement heraus manuell gepflegt Bestenfalls gibt es eine Datenschnittstelle zum bermitteln von Zahlerstanden Betriebsstunden Verbrauchsdaten oder St rmeldungen Diese Informationen werden alle unidirektional bermittelt also von der GA zum CAFM System Die Verbindung zwischen geb udetechnischen Anlagen und den Steuereinheiten bzw einem Leitrechner als Zentrale zum Messen Steuern und Regeln MSR Technik erfolgt ber separate Busleitungen Datenaustausch und bidirektionale Kommunikation werden ber Technologien wie KNX LON oder BACnet realisiert 19 2 Aufgabenstellung 20 2 3 Zielsetzung Aus der Problemstellung heraus ergibt sich die Aufgabe ein Konzept zu entwickeln das den beschriebenen Kopplungsprozess von GA und CAFM abbildet die redundante Datenhaltung aufl st und webbasierte Steuerungen zul sst Diese Prozesse folgen einer Ablaufkette wof r ein sog Workflowmodell festzulegen ist Daraus m ssen ggf neue Standards formuliert werden damit eine Ger teanbindung unabh ngig von den im Vorfeld betrachteten Netzwerktechnologien m glich ist Eine webbasierte L sung mit Datenbankanbindung und Steuerungsm glichkeit aus einem CAFM System heraus ist ein n
87. Attribute aus der Datenbank ausgelesen und in den Textfeldern des Browserfensters dargestellt Damit sind die verf gbaren Befehle geladen und k nnen per Mausklick als HTTP Request gesendet werden Als konkretes Beispiel sei die Aktion f r das Ein und Ausschalten einer Anlage erl utert Die daf r vorgesehene Aktion tr gt den Namen SetDevicePower Mit ihr ist ein Steuerbefehl verkn pft der ber die definierten Relationen aus der Argumentliste abgerufen werden kann Zum Steuerbefehl argumentName geh rt der einzustellende Wert aus der serviceStateTable Die entsprechende Variable nennt sich Power und kennt zwei Zust nde Ein True oder nach UPnP Vorgabe 1 und Aus False oder nach UPnP Vorgabe 0 Um den Befehl senden zu k nnen muss die Ger teadresse URL erg nzt werden Sie wird aus der Variable baseURL des Anlagenobjekts und der controlURL der Anlagenklasse gebildet Der zusammengesetzte Code hat also den Aufbau http amp baseURL amp controlURL amp argumentName amp Value Der Klick auf den Button Einschalten l st die Aktion durch das Event btnPowerOn Click aus Einschalten Event nach Klick des Buttons Protected Sub btnPowerOn Click ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles btnPowerOn Click Pr fe ob EnOcean Gateway am COM Port nicht f r den Standard vorgesehen nur zu Demonstrationszwecken If txtBaseURL Text COM Port Then Steuerbefehl f r Ger
88. B das Auslesen von Werten einer Datenbank Die Anwendungsdaten werden gesammelt und mit einem Header versehen Der Header ist vergleichbar mit einem Paketaufkleber der den Inhalt des Pakets sowie die zur Adressierung und bertragung erforderlichen Informationen enth lt Dieses Paket wird nun der Transportschicht Ubergeben in das TCP Protokoll eingebettet und wieder mit einem Header versehen Das TCP Protokoll wird auf die gleiche Weise in das IP Protokoll eingebettet was letztendlich der Netzwerkzugangsschicht bergeben durch eine Pr fsumme erg nzt und via Ethernet versandt wird Der Vollst ndigkeit halber sind als weitere Netzwerkprotokolle AppleTalk NetBEUI und IPX SPX zu nennen die aber gegen ber der weiten Verbreitung von IP basierten Netzwerken zunehmend an Bedeutung verloren haben P S Furrer Industrieautomation mit Ethernet TCP IP und Web Technologie 2003 a Harnisch Netzwerktechnik 2009 92 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Die Zielsetzung dieser Arbeit ist die Entwicklung einer webbasierten L sung zur Zusammenf hrung von Feldbussystemen und Computernetzwerken mit Datenbank anbindung und Steuerungsroutinen aus einem CAFM System heraus Geb udetechnische Anlagen sollen dabei m glichst komfortabel eingebunden installiert und konfiguriert werden k nnen Wie in den vorangegangenen Kapiteln beschrieben basieren CAFM Systeme auf reinen WAN W LAN Computernetzwerken mit TCP IP Protokoll wohin
89. Controller lt modelName gt lt modelNumber gt HHHC 3000 Plus lt modelNumber gt lt modelURL gt http www hotheat de HC3000Plus lt modelURL gt lt serialNumber gt 121001017 lt serialNumber gt lt UDN gt uuid 0e547a38 a3a6 48d 9c2d f4b75fe6e8c9 lt UDN gt lt UPC gt UPnP FMA Codex HC 3000 lt UPC gt lt categoryNumber gt VDMA 24186 2 lt categoryNumber gt lt categoryName gt Heizungstechnik lt categoryName gt lt categoryDescription gt Heizungssteuerung lt categoryDescription gt lt mntType gt Wartung lt mntType gt lt mntInterval gt 12 lt mntInterval gt 160 6 2 XML Schema fiir UPnP lt mntIntervalTimeUnit gt Monate lt mntIntervalTimeUnit gt lt mntProcedures gt Wartung nach VDMA lt mntProcedures gt lt warranty gt 60 Monate lt warranty gt lt manufactureDate gt 2012 10 01 lt manufactureDate gt lt deviceWidth gt 0 80 lt deviceWidth gt lt deviceDepth gt 0 80 lt deviceDepth gt lt deviceHeight gt 0 80 lt deviceHeight gt lt volume gt 0 512 lt volume gt lt weight gt 80 lt weight gt lt footprint gt 0 64 lt footprint gt lt serviceList gt lt service gt lt serviceType gt urn schemas upnp org service FMACodexHeating 1 lt serviceType gt lt serviceld gt urn upnp org serviceld FMACodexHeating lt serviceld gt lt SCPDURL gt FMACodexHeatingService scpd xml lt SCPDURL gt lt controlURL gt FMACodexHeatingService control lt controlURL gt lt eventSubURL gt lt servic
90. Device Architecture 1 1 definiert Die Device Description beinhaltet die Versionsangabe allgemeine Ger te informationen die UUID Angaben zu Icons und eine Liste der bereitgestellten Services mit Verweis auf die zugeh rige Service Description UPnP Template f r XML Device Description lt xml version 1 0 gt lt root xmlns urn schemas upnp org device 1 0 gt lt specVersion gt lt major gt 1 lt major gt lt minor gt 0 lt minor gt lt specVersion gt lt URLBase gt base URL for all relative URLs lt URLBase gt lt device gt lt deviceType gt urn schemas upnp org device deviceType v lt deviceType gt lt friendlyName gt short user friendly title lt friendlyName gt lt manufacturer gt manufacturer name lt manufacturer gt lt manufacturerURL gt URL to manufacturer site lt manufacturerURL gt lt modelDescription gt long user friendly title lt modelDescription gt lt modelName gt model name lt modelName gt lt modelNumber gt model number lt modelNumber gt lt modelURL gt URL to model site lt modelURL gt lt serialNumber gt manufacturer s serial number lt serialNumber gt lt UDN gt uuid UUID lt UDN gt lt UPC gt Universal Product Code lt UPC gt lt iconList gt lt icon gt lt mimetype gt image format lt mimetype gt lt width gt horizontal pixels lt width gt lt height gt vertical pixels lt height gt lt depth gt color depth lt depth gt lt url gt URL to icon lt url gt
91. Druck Server IPP Cups 1214 Kazaa Standard Port 1433 MS SQL Server 1701 VPN Server L2TP 1723 VPN Server PPTP 1900 Universal PnP 3389 MS Terminal Services 4662 Standard Port eDonkey 5000 Universal PnP 5800 VNC via HTTP 5900 VNC 6667 IRC Server 6881 Bittorrent Standard Port 8080 HTTP Proxy 9100 RAW JetDirect Tabelle 5 Liste ausgew hlter Standard Ports Hier wird noch einmal der Sicherheitsaspekt einer Portumleitung deutlich Portscanner k nnen zwar offene Ports identifizieren wissen aber nicht welcher Dienst sich dahinter verbirgt Die Standardports k nnen geschlossen bleiben 121 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 122 5 3 4 Ger teankopplung via UPnP Universal Plug and Play Bis Mitte der 1990er Jahre war das Installieren von Peripherieger ten wie Maus Drucker Scanner usw noch eine recht umstandliche und aufwandige Angelegenheit Beim Einstecken der Verbindungskabel wurden die Ger te an den parallelen und seriellen Bus Schnittstellen nicht automatisch erkannt Zudem waren spezielle Treiber n tig damit sie im Betriebssystem als Hardware erkannt werden und f r den Betrieb zur Verf gung stehen konnten Man strebte eine L sung an mit der diese Ger te unmittelbar nach dem Anschlie en an einen PC betriebsbereit und funktionsf hig waren Einstecken und loslegen Plug and Play Die L sung nannte sich Universal Serial Bus kurz USB Seit 1996 hat sich USB zu einer Standa
92. EDV gest tztes Berechnen Entwerfen und Konstruieren im Bauwesen Entwicklung eines Standards f r innovative IT Schnittstellen im Facility Management zur Kopplung webbasierter CAFM Systeme mit neuen Geb udeautomationstechnologien Client LAN DB Zugriff Client WAN DB Zugriff A Q Software Schnittstellen LAN WAN gt Router Qa e ga UMTS GPRS e WAN CS Ge NS e EE SS 192 168 xxx xxx i name dyndns org S Portweiter WLAN Smartphone App www Portumleitung CAFM Server ODBC LAN 192 168 xxx xxx 9 CN 9d Di gd 9 ao a s n s n s i vn i s n i Sensoren aktorent Sensoren aktoren Sensoren Aktoren pP Sensoren Aktoren Sensoren Aktorera Sensoren aktoren Sensoren Aktorens tine ina ing wes sere DISSERTATION Asbj rn G rtner Juni 2013 E f m TECHNISCHE UNIVERSITAT m KAISERSLAUTERN CG m TECHNISCHE UNIVERSITAT m KAISERSLAUTERN Vom Fachbereich Bauingenieurwesen der Technischen Universitat Kaiserslautern zur Verleihung des akademischen Grades Doktor Ingenieur Dr Ing genehmigte Dissertation Entwicklung eines Standards f r innovative IT Schnittstellen im Facility Management zur Kopplung webbasierter CAFM Systeme mit neuen Geb udeautomationstechnologien von Dipl Ing Asbj rn G rtner aus Schmalenberg Dekan Prof Dr Ing Wolfgang Kurz Pr fungsvorsitzender Prof Dr Ing Karsten K rkemeyer 1 Be
93. Else r txtCategory Text dataReader Item categoryName end LE If IsDBNull dataReader Item modelName Then txtModelName Text k A Else txtModelName Text dataReader Item modelName End IE If IsDBNull dataReader Item UDN Then txtUDN Text k A 246 Quellcode FMControl Else txtUDN Text dataReader Item UDN End IE If IsDBNull dataReader Item UPC Then txtUPC Text k A Else txtUPC Text dataReader Item UPC End If If IsDBNull dataReader Item manufactureDate Then txtManufactureDate Text k A Else txtManufactureDate Text dataReader Item manufactureDate ind LE If IsDBNull dataReader Item warranty Then txtWarranty Text k A Else txtWarranty Text dataReader Item warranty End If If IsDBNull dataReader Item identNumber Then txtIdentNumber Text k A Else txtIdentNumber Text dataReader Item identNumber End If If IsDBNull dataReader Item identName Then txtIdentName Text k A Else txtIdentName Text dataReader Item identName End If If IsDBNull dataReader Item startupDate Then txtStartupDate Text k A Else txtStartupDate Text dataReader Item startupDate End IE If IsDBNull dataReader Item retailPrice Then txtRetailPrice Text k A Else 247 Anhang txtRetailPrice Text dataReader Item retai
94. IEC 8802 3 e BACnet over LonTalk e BACnet IP basierend auf UDP IP BauNetz Media GmbH Baunetzwissen Elektro BACnet Bussystem 2013 71 4 Technologien in Europa hat sich der Transport Uber das Internetprotokoll BACnet IP weitestgehend durchgesetzt Dabei erfolgt der Transport mit Hilfe des UDP User Datagramme Protocol welches verbindungslos arbeitet und daher einfach zu implementieren ist Die Funktionsweise eines Internetprotokolls ist in Abschnitt 4 2 4 detailliert beschrieben Kommen mehrere bertragungsschichten gleichzeitig zum Einsatz k nnen Router f r den Transport der Daten zwischen den verschiedenen Layern eingesetzt werden F r die Kommunikation zwischen beispielsweise KNX und LON Ger ten ber das BACnet Protokoll braucht es Gateways welche die physische Kopplung realisieren Abbildung 36 BACnet IP Controller KNX LON Gateway Quelle Online Produktkatalog Fa Wago Neben den physikalischen bertragungsschichten ist auch die Deklaration von Diensten und Objekten f r die Kommunikation von BACnet Ger ten notwendig Dienste erm glichen den Zugriff auf Objekte oder die Ausf hrung von Funktionen Auf der Netzwerkschicht sind insgesamt 10 Dienste verf gbar Sie regeln die Weiterleitung von Nachrichten zwischen Ger ten die sich auf unterschiedlichen Netzwerkschichten befinden Auf der Anwendungsschicht sind insgesamt 38 Dienste verf gbar mit denen Zugriffsmechanismen und Funktionsauf
95. IN EN 13321 DIN EN 14908 und DIN EN 50090 sowie die VDI Richtlinien 3813 und 3814 zu nennen 4 1 1 KNX Bussystem der Konnex Association Im Jahr 1999 ist aus den ehemals drei verschiedenen Standards EIB Europ ischer Installationsbus BatiBUS und EHS European Home System das Bussystem KNX entstanden Die Namensgebung resultiert aus dem Zusammenschluss einiger f hrender Firmen aus der GA Branche die ihren Verband bei der Gr ndung Konnex Association getauft hatten Der Installationsbus wird seither unter dem Namen KNX beworben und vertrieben Die Herstellervereinigung sorgt f r die Festlegung technischer Richtlinien und Pr fstandards die Vorbereitung von Normen und die berwachung der Konformit t und Interoperabilit t KNX ist ein industrielles Kommunikationssystem das in der Haus und Geb udetechnik zur informationstechnischen Vernetzung von Ger ten Sensoren Aktoren Steuer Regelger ten Bedien und Beobachtungsger ten genutzt wird Sein Einsatz ist auf die Elektroinstallationstechnik abgestimmt wodurch Funktionen und automatisierte Abl ufe in einem Geb ude sichergestellt werden Das Ziel ist es die Basis f r eine gewerke bergreifende Kommunikation zu schaffen unabh ngig vom Hersteller der Feldger te 0 KNX Association KNX Association Introduction 2013 kiz Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e V Zentralverband der Deutschen Elektro und Informationstechnischen Handwerk
96. Im Explorer ffnen I 4 CE PLUTO PLUTO Asbj rn Filter M Start G Alle anzeigen Gruppieren nach EE near I Anwendungspools E 3 Sit ASP NET g Grundeinstellungen 4 ites 4 ee Default Web Site ei EN A A Virtuelle Verzeichnisse Ne os zeigen E aspnet_client S 1304 Me Bai anzeige PE FMControl NET Autor NET Fehle NET Glob NET Komp NET Profil NET Vertr Anwendung verwalten 2 Account Anwendung durchsuchen 19 App Data 3p 5 el fe oy cule H ve el 80 http durchsuchen ER a WW SS amp amp i A e a e a Erweiterte Einstellungen E My Project Anwendun Computer Seiten und Sitzungszus SMTP E Mail Verbindun E obj Steuerele Hilfe T Scripts Onlinehilfe LT Styles A d d EVA Cer E gt Ki Anforderu SI a F E Handlerzu HTTP Ant Komprimie MIME Typ Module Protokollie 8 o Ei SSL Einstel Standardd Verzeichnis durchsuchen Ausgabezw Authentifizi CGI Fehlerseiten Verwaltung Konfigurat L E Ansicht Features LE Ansicht Inhalt Abbildung 85 Internetinformationsdienst IIS Manager Screenshot aus eigener Konfiguration Zum Zwecke der praktischen Erprobung kommen netzwerkf hige Steuerelemente zum Einsatz Das Verhalten bei einer Netzwerkanbindung kann durch das Tool UPnP 185 6 Praktische Umsetzung 186 Developer Tools simulie
97. Import aktivieren btnImport Enabled True Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren 1blMessage Text Ger t f r den Import gew hlt btnMessage Enabled True end If nd Sub Event nach Text nderung in Attributfeldern vorhandener Ger te Protected Sub txtExistingDeviceChanged ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles txtIdentName TextChanged txtStartupDate TextChanged txtRetailPrice TextChanged txtBuilding TextChanged txtFloor TextChanged txtRoom TextChanged txtIdentNumber TextChanged Buttons Speichern und Abbrechen aktivieren btnSave Enabled True btnExit Enabled True End Sub Event nach Text nderung in Attributfeldern neu anzulegender Ger t Protected Sub txtNewDeviceChanged ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles txtNewManufacturer TextChanged txtNewModelNumber TextChanged txtNewSerialNumber TextChanged Prifen ob alle obligatorischen Felder ausgef llt sind If Not txtNewManufacturer Text Or txtNewManufacturer Text Hersteller Or txtNewModelNumber Text Or txtNewModelNumber Text Modell Nr Or txtNewSerialNumber Text Or txtNewSerialNumber Text Serien Nr Then Buttons Neu anlegen aktivieren btnNew Enabled True Else Buttons Neu anlegen deaktivieren btnNew Enabled False End If End Sub Quellcode FMC
98. In welcher Form und zu welchen Zwecken wird die Geb udeautomation innerhalb des technischen Geb udemanagements eingesetzt Die Argumente f r den Einsatz solcher Anlagen liegen auf der Hand Der Komfort wird verbessert intelligente Steuerungen automatische Regulierungen Fernbedienung etc die Sicherheit erh ht Pr senz und Bewegungsmelder Maximalwertw chter Einbruch Brand und Rauchmeldesysteme etc der Energieverbrauch reduziert kontrollierte Be und Entl ftung Regelung der Raumtemperatur tageslichtabh ngige Lichtsteuerung etc und damit die Wirt schaftlichkeit optimiert Diese Ziele insbesondere eine energieeffiziente Nutzung k nnen aber nur durch eine intelligente Regelung und Steuerung erreicht werden Die Geb udeleittechnik GLT ist integraler Teil der GA Die Benutzeroberfl che der GLT Software bildet die Schnittstelle zwischen Mensch und technischer Geb udeausr stung TGA und unterst tzt bzw erm glicht je nach Grad der Automation folgende wesentliche Leistungen des Technischen Geb udemanagements TGM Diese Leistungen werden in der VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 wie folgt beschrieben e Betreiben inklusive Instandhaltung Inspektion Wartung Instandsetzung Verbesserung e Dokumentieren Mit der GA werden in Abh ngigkeit von den implementierten Messgr en auch Messwerte erfasst und gegebenenfalls archiviert Diese Werte stehen als Grundlage f r Analysen oder f r die Protokollierung im
99. Klappenstellantrieb Quelle LON Kabel Quelle Online Produktkatalog Fa VOKA Online Produktkatalog Fa Schneider Electric Buildings Dietrich Loy amp Schweinzer LON Technologie 1998 62 4 1 Bussysteme Die Kommunikation in einem LON Netzwerk erfolgt dezentral d h die Knoten tauschen Informationen direkt untereinander aus Sie k nnen in beliebigen auch gemischten Netzwerk Topologien angeordnet sein Dabei muss jedes Netzwerk segment einen Abschlusswiderstand mit einer Impedanz von ca 52 Ohm haben um eine saubere Daten bertragung zu gew hrleisten Nachstehende Abbildung zeigt eine gemischte Topologie eines LON Netzwerks auch Free Topology genannt mit Linien Ring und Baumstruktur Abschluss LON Bus Abbildung 26 Gemischte Topologie eines LON Netzwerks eigene Darstellung widerstand LON Netzwerke sind in ihrer Auspr gung nicht begrenzt Lokale Netzwerke k nnen zu gro en orts bergreifenden Netzwerken zusammengefasst werden Sie k nnen auch ber das Internet von entfernten Orten aus kontrolliert und gesteuert werden Durch eine weltweit einmalige 48 Bit Identifikationsnummer der sog Neuron ID ist jeder Neuron Chip und damit jeder Knoten im Netz eindeutig identifizierbar Aktionen k nnen so an jedem beliebigen Ort und bei jedem beliebigen Teilnehmer innerhalb des LON Netzwerkes ausgel st werden Daf r gibt es das gemeinsame Kommunikationsprotokoll LonTalk sowie standardisierte Netzwerk
100. Kopplung netzwerkf higer Komponenten ber das Local Area Network das favorisierte L sungsmodell Damit sind der grundlegende Aufbau und die Netzwerkstruktur als Voraussetzung f r die in Kapitel 6 folgende technische Umsetzung gew hlt bzw festgesetzt 5 2 3 Vor und Nachteile des gew hlten Modells Trotz der 100 igen Erf llung aller Anforderungskriterien ist das Modell nicht frei von Nachteilen und daher einer kritischen Betrachtung zu unterziehen Vor und Nachteile des L sungsmodells werden gegen bergestellt Nachteile Hinsichtlich der Intelligenz werden neue Anspr che an die Endger te gestellt Jeder Sensor und jeder Aktor muss netzwerkf hig sein und ber den UPnP Dienst verf gen Das im Rahmen der Dissertation entwickelte Konzept kann in der Praxis nur softwareseitig demonstriert werden da es eine entsprechende Hardware UPnP f hige Sensoren Aktoren in der Geb udeautomation nach derzeitigem Kenntnisstand noch nicht gibt Diese hardwareseitige Entwicklungs anforderung richtet sich an die Hersteller der Endger te mit Verweis auf die Nutzung bereits standardisierter Protokolle wie auch in dieser Arbeit neu definierte Standards bzgl der bereitzustellenden Daten Im Vergleich zur energieeffizienten EnOcean Technologie ist der Betrieb in dieser Modellvariante nicht batterielos m glich Die Komponenten m ssen permanent verf gbar sein Dies kann nur durch eine dauerhafte Netzwerkverbindung und unterbrechu
101. ListNodeList j Schleife ber die Argumente je ArgumentList Aktion For y 0 argumentCounter To 255 Anhang 256 xmlArgumentListNode ChildNodes Count argumentCounter 1 Anzahl der Eintr ge Spalten des Arguments xmlArgumentNode xmlArgumentNodeList y Dim CountArgumentChildNodes xmlArgumentNode ChildNodes Count Schleife ber Anzahl der Eintr ge name direction relatedStateVariable For 1 0 To CountArgumentChildNodes 1 Name und Wert auslesen Dim columnArgumentName xmlArgumentNode ChildNodes Item 1 Name Dim valueArgumentName xmlArgumentNode ChildNodes Item 1 InnerText Ubersetzung von Attributen bei abweichender Bezeichnung If columnArgumentName name Then columnArgumentName argumentName Relationsfelder speichern For m 0 To tableNameList GetLength 0 1 If serviceArgumentList tableNameList m 0 And columnArgumentName tableNameList m 1 Then tableNameList m 2 valueArgumentName Next berpr fung ob eine der Spalten mit dem Eintrag der XML Datei bereinstimmt columnMatch serviceArgumentlList columnArgumentName Zusammenbau des SQL Statements buildSOL serviceArgumentList columnArgumentName valueArgumentName 1 Next Verkn pfungsfelder mit Prim rschl ssel erg nzen addSQOL serviceArqgumentList Quellcode FMControl Daten in Datenbank schreiben If sqlInsertColumn Then Else ins
102. ModelNumb valueNam If n 0 And columnName serialNumber Then selectedSerialNumber valueNam bersetzung von Attributen bei abweichender Bezeichnung If n 0 And columnName manufacturer Then columnName companyName If n 1 And p 0 And columnName name Then columnName actionName Quellcode FMControl If n 1 And p 1 And columnName name Then columnName stateVariableName Relationsfelder speichern For k 0 To tableNameList GetLength 0 1 If tableName tableNameList k 0 And columnName tableNameList k 1 Then tableNameList k 2 valueName Next Uberpriifung ob eine der vorgegebenen Spalten mit dem Eintrag der XML Datei bereinstimmt columnMatch tableName columnName Zusammenbau des SQL Statements buildSOL tableName columnName valueName j If n 1 And p 0 Then Verknupfungsfelder mit Prim rschl ssel erg nzen addSQL tableName Daten in Datenbank schreiben If sqlInsertColumn Then Else insertSQL tableName End IE Strings f r den n chsten Durchlauf zur cksetzen sqlInsertColumn sqlInsertValue End If Bei der actionList muss je Eintrag auch die argumentList ausgelesen und importiert werden If n 1 And p 0 And tableName serviceActionList And columnName actionName Then Anzahl der ChildNodes Argumente der jeweilgen ArgumentList xmlArgumentListNode xmlArgument
103. N Geb udeleittechnik Systembeschreibung Rethen IT Administrator 2013 Universal Plug and Play Abgerufen am 24 Februar 2013 von www it administrator de http www it administrator de lexikon universal_plug_and_play html Kleijn A 12 September 2009 EEE ratifiziert WLAN Standard 802 11n Abgerufen am 24 Februar 2013 von www heise de http www heise de newsticker meldung IEEE ratifiziert WLAN Standard 802 11n 755625 html KNX Association 2013 KNX Association Introduction Abgerufen am 14 Januar 2013 von www knx org http www knx org de knx association introduction KNX Association 2013 KNX Standard Einf hrung Abgerufen am 14 Januar 2013 von www knx org http www knx org de knx standard einfuehrung KNX Association 2013 KNX Standard Kommunikationsmedien Abgerufen am 14 Januar 2013 von www knx org http www knx org de knx standard communication media LonMark International Dezember 2008 LON Archieves ISO IEC Standardization Abgerufen am 12 Januar 2013 von www lonmark org http www lonmark org news_events press 2008 1208_iso_standard May M 2013 CAFM Handbuch Berlin Springer Vieweg Merz H Hansemann T amp H bner C 2010 Geb udeautomation Kommunikationssysteme mit EIB KNX LON und BACnet M nchen Carl Hander Verlag Microsoft Corporation Juni 2000 White Paper Understanding Universal Plug and Play Redmond http www upnp org download UPNP_understandingUPN
104. Organizer GIS PT Client WAN DB Zugriff Client LAN DB Zugriff Software Schnittstellen XXX XXX XXX XXX name dyndns org Portweiter Smartphone App www Portumleitung CAFM Server ODBC Endger te sind aus dem WAN LAN Netz ber eine Portweiterleitung umleitung erreichbar Einbindung Installation und Konfiguration der Ger te via UPnP Technologie LAN 192 168 xxx xxx Abbildung 62 Bidirektionale GA Anbindung ber das interne LAN Netzwerk durch netzwerkf hige Endger te eigene Darstellung Die Idee einer Verschmelzung von Management und Automationsebene kommt in diesem Konzept zum Tragen Das Modell basiert auf der Methode netzwerkf hige Endger te ber einen WLAN Router direkt in ein lokales Netzwerk einzubinden Wie der grafischen Darstellung zu entnehmen ist sieht diese L sung keine Steuereinheiten DDCs oder Gateways mehr vor Das mag zun chst verwunderlich erscheinen doch dies ist der wesentliche Ansatz einer neuen Entwicklung Der Einsatz von DDCs oder Gateways ist nach dieser Methode aber auch nicht mehr n tig da die Feldger te durch eine eigene IP Adresse identifiziert und auf lokaler 104 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabh ngige Schnittstellenmodelle Ebene direkt erreichbar sind Die Feldger te unterscheiden sich von der Erreichbarkeit und der Kommunikation nicht von der des Servers da sie ein gleichberechtigter Teilnehmer des LAN sind Auch auf globaler Ebene is
105. P Es beruht auf dem gleichen Prinzip im Gegensatz zur lokalen USB Variante aber netzwerkbasiert Damit ist ein Zugriff auf verschiedene Ger te unabh ngig vom Hersteller ber ein lokales IP basiertes Netzwerk m glich Grundlage ist eine Reihe von standardisierten Netzwerkprotokollen und Datenformaten dem sog UPnP Standard Heute gibt es eine Vielzahl an zertifizierten Ger ten die diesem Standard entsprechen Die automatische Erkennung und Kommunikation von UPNP f higen muss aber nicht zwingend kabelgebunden sein wie der Begriff Plug vermuten l sst UPnP funktioniert auch ber das WLAN 7 IT Administrator Universal Plug and Play 2013 105 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 106 Das in diesem Kapitel vorgestellte Modell zur bidirektionalen Kopplung netzwerkf higer Komponenten ber das lokale W LAN bietet einen entscheidenden Vorteil Es ist die einzige Variante mit der sich UPnP realisieren l sst Dieser Vorteil ist zugleich ein innovativer und neuartiger L sungsansatz im Bereich des Facility Managements und der Geb udeautomation einfache Installation und direkte Anagensteuerung durch Implementierung bereitgestellter Steuerbefehle Hierf r w re es notwendig Protokolle und Austauschformate zu definieren Kern der neuen Standardisierung w re die Festlegung von Inhalten der bereitzustellenden XML Files 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabh ngige Schnittstellenmodelle 5
106. P doc Microsoft TechNet 2013 Universal Plug and Play UPnP Client Support Abgerufen am 16 Februar 2013 von technet microsoft com http technet microsoft com de de library bb727027 aspx 272 Literaturverzeichnis Navy J 2006 Facility Management Solingen Springer Netzwerkartikel de 2013 Cat5 Patchkabel Abgerufen am 24 02 2013 von www cat5 de Patchkabel www cat5 de patchkabel patchkabel typen htm Rapid7 29 Januar 2013 Whitepaper Security Flaws in Universal Plug and Play Siemens Building Technologies 17 Februar 2003 Geb udeautomation Begriffe Definitionen und Abk rzungen Siemens Building Technologies Siemens Building Technologies 2013 Optimierung der Geb udeenergieeffizienz Abgerufen am 04 Januar 2013 von www buildingtechnologies siemens com http www buildingtechnologies siemens com bt global de gebaeudeautomation hik gebaeudeautomationssysteme applikationen werkzeuge Seiten gebaeudeeffizienzanalyse aspx Silies H 26 Januar 2012 Cloud Computing Die Zukunft liegt in den Wolken c e GmbH Hrsg Abgerufen am 31 August 2012 von www connectiv de http www connectiv de de aktuelles news cloud_computing_die_zukunft_liegt_in _den_wolken html sMOTIVE 2013 sMOTIVE Web Portal Abgerufen am 11 Marz 2013 von www smotive de http www smotive de facility management dienstleister edition html telekommunikation online Gutsch amp Co OHG 2013 Was ist WLAN Abgerufen am
107. SSDP ber das Netz gesendet werden gt Microsoft Corporation White Paper Understanding Universal Plug and Play 2000 126 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung Durch den Einsatz der UPnP Technologie in der Geb udeautomation ergeben sich v llig neue Perspektiven und Chancen im Bereich der CAFM Entwicklung Doch an dieser Stelle sei auf eine aktuelle Studie zum Thema UPnP Sicherheit hingewiesen nach der erhebliche Schwachstellen in den UPnP Protokollen entdeckt worden sind Diese wurden im Februar 2013 in einem Whitepaper von Rapid7 einem Entwickler von Open Source Projekten zur Computersicherheit ver ffentlich Das Unter nehmen warnt vor Hackerangriffen auf UPnP f hige Ger te Durch die Sicherheitsl cken k nnen UPnP Dienste zum Absturz gebracht sch dlicher Code eingeschleust und damit Ger te des lokalen Netzwerks manipuliert werden Es besteht sogar die Gefahr des unbemerkten ffnens von Ports UPnP f higer Router Insgesamt sind in gleich drei Protokollen Schwachstellen entdeckt worden dem Simple Service Discovery Protocol SSDP dem Simple Object Access Protocol SOAP und dem Hypertext Transfer Protocol http Diese grundlegenden Probleme sind durch das UPnP Forum zu beheben unabh ngig vom Einsatzbereich dieser Technologie Hinsichtlich der Nutzung und Betreiberver antwortung f r die Geb udeautomation m ssen diese L cken zwingend geschlossen werden bevor UPnP im Bereich der Geb ud
108. STROM Das Internet der elektrischen Ger te von Lukas Widmer wird ber neue Ideen zu Vernetzungsvarianten und technologien berichtet Dabei geht es um die Entwicklung eines neuartigen Chips der in Klemmen oder direkt in entsprechenden Endger ten montiert wird Dieser Chip hat einen eigenen Prozessor und eine eindeutige Identifikationsnummer die vergleichbar mit einer IP Adresse ist Auch diese Variante wird im sp teren Verlauf dieser Arbeit betrachtet zusammen mit weiteren Systemen wie KNX LON LCN EnOcean oder BACnet Ob und wie sich diese GA Technologien mit IP basierten Computernetzwerken wie LAN Ethernet IP WLAN oder PowerLAN kombinieren lassen ist ebenfalls Gegenstand dieser Arbeit Im Vordergrund der Dissertation stehen Analysen Vergleiche und Entwicklungen von Modellen bei denen das Hauptaugenmerk auf der Kopplung von GA und CAFM Systemen liegen wird Eine sinnvolle Kombination macht die Idee aus ganzheitlicher FM Perspektive sehr interessant sowohl technisch kaufm nnisch und infrastrukturell wie auch der Ausblick auf m gliche Zertifizierungen hinsichtlich Green Building Zertifikaten 17 2 Aufgabenstellung 18 2 2 Problemstellung Aus Beobachtungen der derzeitigen Auspragungen von Technologien im Bereich der Geb udeautomation lassen sich konkret folgende Probleme erkennen Grunds tzlich fehlt es an methodischen Ans tzen f r Kommunikationswege zum Zwecke der Anlagensteuerung aus CAFM Systemen heraus D
109. SetLouverPosition Jalousie Zustandswert GetLouverPosition Klimatisierung einschalten ausschalten SetConditioningPower Klimatisierung Zustandswert GetConditioningPower K hlleistung erh hen verringern SetCoolingEffieciency K hlleistung Zustandswert GetCoolingEffieciency Leistungsabgabe Zustandswert GetPowerOutput Leistungsaufnahme Zustandswert GetPowerlnput Leistungsstufe erh hen verringern SetPowerLevel Leistungsstufe Zustandswert GetPowerLevel Luftbefeuchtung erh hen verringern SetHumidification Luftbefeuchtung Zustandswert GetHumidification Luftfeuchte Zustandswert GetHumidity L ftung Ventilator einschalten ausschalten SetVentilationPower Luftung Ventilator Zustandswert GetVentilationPower Massenstrom erh hen verringern SetMassFlowRate Massenstrom Zustandswert GetMassFlowRate Spannung erh hen verringern SetVoltage Spannung Zustandswert GetVoltage 144 5 5 Innovative Standards Temperatur Au enluft Zustandswert GetAirTemperatureOutside Temperatur Heizkessel erh hen verringern SetBoilerTemperature Temperatur Heizkessel Zustandswert GetBoilerTemperature Temperatur Luftstrom erh hen verringern SetVentilationTemperature Temperatur Luftstrom Zustandswert GetVentilationTemperature Temperatur Raumluft Zustandswert GetAirTemperaturelnside
110. Standard Heizzentrale Serien N Standard L ftungszentrale ER Standard Klimazentrale Neu anlegen Luftungssteuereinheit Lichtsteuereinheit Pumpensteuereinheit Mediensteuereinheit Inventarnummer Abbildung 89 Auswahlmen f r Import Screenshot der eigenen Entwicklung 189 6 Praktische Umsetzung Der Prototyp beinhaltet eine vordefinierte Auswahl Eine nicht implementierte aber empfohlene Routine sollte pr fen ob ein Ger t bereits importiert wurde um dieses aus der Liste zu filtern Durch Selektion eines der zur Verf gung stehenden Elemente wird die aktuelle Ger te URL ausgelesen und dargestellt Gleichzeitig wird der Import Button aktiviert Durch Klick auf Import starten wird der Importvorgang ausgel st und durchl uft die Funktionen dbConnection btnimport_Click importData columnMatch buildSQL addSQL insertSQL showlmport und showSelection Darin werden die Eintrage der XML Dateien in mehreren Schleifen ausgelesen und in die Datenbank bertragen Anschlie end wird das neu importierte Ger t automatisch ausgew hlt und die Informationen dazu werden abgerufen Das Ergebnis erscheint direkt im Browser FMCOoNTROL wm nresrareo EMA Con UPNP READY c by AG Flache Gerat Anlage Wartung Vertrag Firma Ger t Anlage Ausw hlen Anlegen Importieren Hersteller HotHeat GmbH EN Hersteller Heizungssteuereinhei DN Modell Nr HHHC 3000 Plus Modell Nr 192 168 0 153 Serien Nr 121001017 z S
111. Table deviceobjeetID WHERE serviceStateTable stateVariableName Power AND deviceObject ID amp Me ListBoxSerialNumber SelectedValue amp cmd CommandText sqlString dataReader cmd ExecuteReader If dataReader Read Then If IsDBNull dataReader 0 Then stateVariableID Else stateVariableID dataReader 0 End If If IsDBNull dataReader 1 Then oldValue Ger tezustand nicht gesetzt Else oldValue dataReader 1 End If Else Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler bei der Datenbankabfrage btnMessage Enabled True End IE dataReader Close 266 Quellcode FMControl Aktion historisieren sqlString INSERT INTO history stateVariableID dateTimeStamp oldValue newValue VALUES amp stateVariableID amp E DateAndTime Now amp amp oldValue amp amp newValue amp cmd CommandText sqlString cmd ExecuteNonQuery Variablenwert aktualisieren sqlString UPDATE serviceStateTable SET stateVariableValue amp newValue amp WHERE ID amp stateVariableID txtValue Text newValu cmd CommandText sqlString cmd ExecuteNonQuery Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Steuerbefehl gesendet Historisierung erfolgreich bt
112. Temperatur R cklauf Wasser Zustandswert GetWaterTemperatureReturn Temperatur Vorlauf Wasser Zustandswert GetWaterTemperatureSupply Temperatur Wasserspeicher erh hen verringern SetWaterReservoirTemperature Temperatur Wasserspeicher Zustandswert GetWaterReservoirTemperature T r ffnen schlieRen SetDoorPosition T r Zustandswert GetDoorPosition Verbrauch Gas Zustandswert GetGasConsumption Verbrauch Kraftstoff Zustandswert GetFuelConsumption Verbrauch Ol Zustandswert GetOilConsumption Verbrauch Strom Zustandswert GetCurrentConsumption Verbrauch Wasser Zustandswert GetWaterConsumption Volumenstrom erh hen verringern SetVolumeFlowRate Volumenstrom Zustandswert GetVolumeFlowRate Wirkleistung Zustandswert GetEffectivePower Wirkungsgrad Zustandswert GetElectricalEfficiency Zahlerstand Zustandswert GetCounter Tabelle 11 Funktionen der Anlagenklasse lt action gt Aktionen beinhalten mindestens ein Argument Prinzipiell k nnen sie auch mehrere Argumente beinhalten Es w re m glich der Aktion Heizung einschalten die Argumente Heizung ein und Fenster zu zu hinterlegen Doch eine solche Logik ist eher im CAFM System zu implementieren Diese Steuerbefehle sollten f r sich stehen und separat aufrufbar sein Die Parameter hneln dem Aktionsnamen Statt Get wird der Pr fix ret return
113. UPnP Standard Datenbankentwurf und Programmbausteine sind in dieser Arbeit behandelt und werden auch praktisch umgesetzt Da es aber an der n tigen Hardware fehlt l sst sich der reale Betrieb nur simulieren Der Schwerpunkt liegt in der infrastrukturellen und softwareseitigen Konzeption In diesem Kapitel wird auf Basis des entwickelten Integrationsmodells der ausgew hlten Technologien und des hergeleiteten Datenbedarfs ein relationales Datenbankmodell aufgebaut siehe Kapitel 6 1 und die entsprechenden UPnP Device bzw Service Descriptions im XML Format erstellt siehe Kapitel 6 2 Die Datenbank bildet den Kern einer kleinen webbasierten Applikation mit Import und Steuerungsfunktion siehe Kapitel 6 3 6 1 Aufbau des Datenbankmodells S mtliche in Kapitel 5 5 aufgef hrten Attribute sind unter Beachtung der empfohlenen Bezeichnung bei der Erstellung des Datenbankmodells zu ber cksichtigen Der Aufbau der Tabellen orientiert sich an der bereits dargestellten Sortierung bzw Gruppierung Die Attribute definieren die Spaltennamen einer Tabelle Die Datenbank beinhaltet au erdem weitere Tabellen deren Inhalt zwar nicht ber das UPnP f hige Endger t bereitgestellt oder durch den Anwender beim Importvorgang angegeben wird die aber in direktem Zusammenhang mit dem Anlagen und Wartungsmanagement stehen Dazu geh ren Tabellen mit Angaben zum Standort der Anlage Tabellen zum Wartungsvertrag und Tabellen zum Hersteller bzw Vertrag
114. URL wieder an die der Steuerbefehl einer Funktion gesendet wird Der Prototyp ist hinsichtlich des eingesetzten Schaltaktors auf die Funktion SetPowerDevicee mit dem Steuerbefehl newDevicePowerTarget limitiert Sofern in Zukunft UPnP f hige Ger te zur Geb udeautomation am Markt erh ltlich sind ist das Feld Funktion als DropDown Men zur Auswahl der ger tespezifischen Funktionen bereitzustellen Die Felder der rechten Seite beinhalten den aktuellen Anlagenstatus sowie den Minimal und Maximalwert Sind funktionsabh ngig Zwischenwerte erlaubt muss ein weiteres Feld f r die Eingabe des Soll Wertes bereitgestellt werden Ein Klick auf den Button Einschalten oder Ausschalten l st die Aktion aus und protokolliert den Vorgang Ger te Anlagensteuerung Steuerungsadresse FMACodexHeatingService contro Aktueller Wert Ein Aus kA nderung Ger testatus Funktion SetDevicePower 1 Einschalten Steuerbefeh newDevicePowerTarget rt Aus 0 Ausschalten Meldung Datensatz erfolgreich eingef gt Meldung quittieren Abbildung 92 Maskenbereich Ger te Anlagensteuerung Screenshot der eigenen Entwicklung 6 4 Facility Automation durch Integration von GA und CAFM Die Protokollierung dient der transparenten Dokumentation von Anderungen des Ger tezustandes Erfasst werden der alte Zustandswert oldValue und neue Zustandswert newValue mit Zeitstempel dateTimeStamp und Verweis zur entsprechenden Variable
115. aReader Close conn Close Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Steuerbefehl gesendet Fehler bei der Historisierung btnMessage Enabled True End Try End Sub 6 3 Programmbaustein FMContro 6 3 3 Vorbereitung der Simulation Nach Abschluss der Programmierung wird der VB NET Code durch die Entwicklungs umgebung Visual Studio kompiliert und lokal publiziert Die generierten ASP NET Seiten im Format aspx k nnen im Browser Uber den localhost aufgerufen werden Dies eignet sich f r die Testphase F r den Betrieb in der Praxis bedarf es der Bereitstellung als echte webbasierte Anwendung die ber das Internet WAN erreichbar ist Hierf r ist die Installation und Konfiguration des Internetinformations dienst IIS Managers notwendig Die Seiten werden im absoluten Verzeichnispfad C inetpub wwwroot angelegt f r den entsprechende Zugriffsrechte freizugeben sind Die vorliegende Anwendung findet sich im Unterverzeichnis FMControl wieder Die generierte Standardverzeichnisstruktur sieht einen Unterordner namens App_Data f r zugeh rige Programmdateien vor Dieser wird als Speicherort f r die Datenbankdatei FMControl mdb genutzt r Ze EE gO 9 gt PLUTO Sites Default Web Site FMControl jax Datei Ansicht Verbindungen r rees P D FMControl Startseite gt F is Bl
116. ahinter verbirgt sich ein gro es Optimierungspotenzial das es auszusch pfen gilt GA und CAFM Systeme sind sowohl netzwerktechnisch als auch datentechnisch getrennte Systeme Dieser Parallelbetrieb f hrt dazu dass Anlagen und Ger te attribute bei der Aufnahme in der Praxis mehrfach erfasst werden m ssen sowohl f r den Bereich CAFM kaufm nnische Sichtweise als auch den Bereich GA technische Sichtweise was eine redundante Datenhaltung zur Folge hat Die getrennten Vernetzungen verursachen einen hohen logistischen und infrastrukturellen Mehraufwand was auch einen enormen Kostenfaktor darstellt Eine einzige einheitliche IT Infrastruktur w rde eine Menge Vorteile bieten wie geringere Planungskosten reduzierte Lebenszykluskosten optimiertes Systemmanagement und einen verbesserten Service Im Bereich der Steuerungstechnologien der GA existiert bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme die sich mit den gleichen Zielen parallel zueinander entwickeln Entsprechende Unterschiede gibt es daher auch bei Busleitungen und Protokollen Nach derzeitigem Erkenntnisstand haben Geb udeautomationssysteme keine konsequente ger teunabh ngige Browser Ausrichtung Es handelt sich meist um herstellerabh ngige Einzell sungen in Form von lokalen Applikationen die einige Dienste ber das Internet bereitstellen Folglich werden neue Anspr che an die Geb udeautomation gestellt Eine zentrale und universelle Steuerung
117. ame gt GasConsumption lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt FMA Codex Service Description scpd xml 223 Anhang lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Heat ingBurner lt name gt lt dataType gt boolean lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 1 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt HeatLoss lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt HeatOutput lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Humidification lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 40 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 100 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Humidity lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 100 lt maximum gt lt allowedValueRange gt 224
118. anagementebene ab in der s mtliche Daten zusammenlaufen Dahinter verbirgt sich ein Server mit Datenbanksystem und einer vom Hersteller der Bedieneinheiten gelieferten Software Von hier wird die komplette Haustechnik visualisiert berwacht und gesteuert Bei dieser automatisierungstechnischen Instrumentarisierung spricht man von der sog Geb udeleittechnik GLT Sie ist damit integraler Teil der Geb udeautomation e Die Automationsebene liegt zwischen der Feld und Managementebene Sie regelt den Informationsaustausch zwischen den einzelnen Komponenten der gesamten Anlagentechnik und bernimmt Steuer und Regelungsaufgaben durch elektronische Baugruppen der sog DDC GA Direct Digital Control Geb udeautomation bei vorgegebenen Ereignissen wie z B Schaltzust nden Grenzwert H chstlast berschreitungen oder Zeitintervallen Dabei kommunizieren diese Komponenten ber herstellerspezifische Bussysteme oder herstellerunabh ngige Standards wie KNX LON und BACnet Der Gedanke der Webf higkeit spiegelt sich in der Entwicklung von BACnet IP f higen DDC GA Komponenten mit einem integrierten Webserver wider e In der Feldebene befinden sich die zum Messen Steuern und Regeln ben tigten Feldger te Dabei handelt es sich um sog Sensoren Messwert und Kontaktgeber und Aktoren Schalt und Stellger te Sensoren dienen der Erfassung und bermittlung von Betriebszustanden geb udetechnischer Anlagen Messwerten Temperatur Druck F
119. and f r Datenerfassung Datenaufbereitung und Datenpflege zusammen mit den Investitionskosten mitunter eine H rde f r den Einsatz dar F r die Berechnung der Wirtschaftlichkeit gibt es verschiedene Methoden Die GEFMA Richtlinie 460 bietet eine Hilfestellung bei der Analyse m glicher Nutzeffekte und Kosten f r CAFM Einf hrung und Betrieb sowie bei der Berechnung der Wirtschaftlichkeitskennzahlen Ein wichtiger Punkt ist die Betrachtung der bereits genannten Schnittstellen Im Februar 2013 wurde eine von Prof Dr Ing Joachim W Hohmann initiierte und geleitete Trendstudie in Kooperation mit dem GEFMA Arbeitskreis CAFM ver ffentlicht Interessant waren die Angaben der Umfrageteilnehmer zu der Frage nach realisierten Schnittstellen Etwa ein Drittel der Unternehmen gibt an dass ihre CAFM Systeme eine Schnittstelle zur Geb udeautomation haben Dabei ist zu beachten dass es sich bei diesen L sungen ausschlie lich um reine Datenschnittstellen unidirektional handelt bei denen sich die Geb udeautomation nicht aktiv steuern l sst 1 German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 400 2013 12 Hohmann Fachvortrag CAFM Trendstudie 2013 32 3 2 CAFM Systeme IWMS Sonstiges J all i Business Intelligence Business Warehouse JS Energiemanagement ME Geb udeautomation BE Dokumentenmanagementsysteme x Personalverwaltung EEE Finanzbuchhaltung und Controlling RE 0 20 40 6
120. anden 7 Aizo AG digitalSTROM System bersicht 2012 76 4 1 Bussysteme Funkmodule von EnOcean werden heute weltweit von ber 100 Produktherstellern von Systeml sungen f r Geb ude und Industrietechnik eingesetzt Zu den Partnern z hlt neben Unternehmen wie Siemens Sauter Wago Beckhoff Zumtobel Wieland Electric Peha Somfy Thermokon Wago Kieback amp Peter oder Eltako Electronics auch die in der Schweiz ans ssige Omnio AG Mit EnOcean Ger ten k nnen vorhandene kabelgebundene Bussysteme erweitert werden da das Protokoll auch mit KNX LON BACnet oder TCP IP kommunizieren kann Die Funktechnologie basiert auf dem ISO IEC 14543 3 10 Standard f r Funkanwendungen mit einem besonders niedrigen Energieverbrauch Doch wie funktioniert ein Funk Bussystem allgemein Die Funk bertragung erfolgt zwischen Sendern Sensoren und Empf ngern Aktoren Diese sind z B in Unterputzdosen von Schaltern Steckdosen oder in Leuchten verbaut Die Systeme k nnen optional durch Signalverst rker oder eine Zentrale erg nzt werden Die Sensoren Befehlsgeber wie Taster F hler Bewegungsmelder senden per Funk eine Information an die Aktoren Befehlsempf nger wie Lichtaktor Jalousieaktor und Alarmsirene welche die Informationen auswerten und entsprechend schalten Eine Zentrale ist nicht zwingend erforderlich Sie wird nur f r Verkn pfungs und Zeitfunktionen wie zentrales Ausschalten oder die Anwesenheitssimulation
121. ange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 60 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Resolution lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 960000 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 240000 lt minimum gt lt maximum gt 6291456 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Ventilation lt name gt lt dataType gt boolean lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 1 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt VentilationTemperature lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 20 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 10 lt minimum gt lt maximum gt 30 lt maximum gt lt allowedValueRange gt 228 FMA Codex Service Description scpd xml lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Voltage lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt VolumeFlowRate lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 40 lt defaultValue gt lt al
122. asierenden Feldbus Technologien und Protokolle sowie die konkreten Transportmedien vor Im zweiten Teil werden die Funktionsweisen und Kommunikationswege von Computernetzwerken er rtert ebenfalls unter Betrachtung der Technologien Netzwerkprotokolle und Transport medien 4 1 Bussysteme Bussysteme sind als Teil der Geb udesystemtechnik die technische Grundlage f r eine intelligente Geb udeautomation ber Bussysteme k nnen getrennte Gewerke wie beispielsweise Elektro Licht Beschattung Heizung Klima L ftung Sicherheit sowie Schlie anlagen eines Geb udes zusammengeschaltet werden Ein Bus ist die Zusammenfassung einer Vielzahl paralleler Leitungen an die mehrere Komponenten oder Funktionsbl cke eines Ger tes angeschlossen sind Dieses Unterkapitel behandelt die g ngigsten Feldbus Technologien f r die Geb ude automatisierung Dazu geh ren KNX Bussystem der Konnex Association LON Local Operating Network und LCN Local Control Network Die genannten Technologien unterscheiden sich in der Art des bertragungsmediums und der bertragungsprotokolle die f r den Datentransport sorgen Mit BACnet Building Automation and Control Networks wurde ein herstellerunabh ngiges Netzwerkprotokoll in der Geb ude automation geschaffen Weitere Konzepte sind Powerline und digitalSTROM bei denen der Datenaustausch ber das Stromnetz erfolgt Neben diesen kabelgebundenen Systemen gibt es auch funktechnische Systeme wie
123. ateTable MsBuild stateVariable MsBuild allowedValueRange nsmgr Else Exit For Bra IE Schleife ber die Eintr ge Spalten For z 0 To xmlNodeList Count 1 xmlNode xmlNodeList z Auslesen der Attribute sendEvents falls Tabelle serviceStateTable 253 Anhang 254 If n 1 And p 1 And tableName ServiceStateTable Then Try If xmlNode Attributes GetNamedItem sendEvents Value lt gt my Then columnMatch tableName sendEvents buildSQL tableName sendEvents xmlNode Attributes GetNamedItem sendEvents Value 0 End If Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler in xmlNode Attributes GetNamedItem sendEvents amp ex Message btnMessage Enabled True End Try End If Anzahl der Eintr ge Spalten abrufen Dim CountChildNodes xmlNode ChildNodes Count Schleife ber Anzahl der For j 0 To CountChildNodes Eintr ge 1 Name und Wert auslesen Dim columnName xmlNode ChildNodes Item j Name Dim valueName xmlNode ChildNodes Item j InnerText Zwischenspeicher w hrend Import f llen If n 0 And columnName SCPDURL Then xmlServiceFile valueName f n 0 And columnName manufacturer Then selectedManufacturer valueNam If n 0 And columnName modelNumber Then S cted
124. ationen an ihr Subnetz In der Praxis werden sog Feldbus Controller eingesetzt mit denen sich ein KNX TP Netzwerk an das Ethernet anbinden l sst Der Feldbus wird ber die TP Klemme angebunden das Ethernet ber die RJ45 Buchse f r LAN Kabel Folgende Grafik zeigt einen solchen Controller der Firma Wago Abbildung 22 KNXnet IP Controller aus dem Wago 1 0 System Quelle Online Produktkatalog Fa Wago F r die Bedienung auf Managementebene bietet das Unternehmen Wago auch eine eigene Software namens Wago I O Pro CAA an Mit ihr lassen sich s mtliche HKL Anwendungen durchf hren wie zum Beispiel die Regelung von L ftungsanlagen oder auch Beleuchtungs und Jalousiesteuerungen Ein im Controller integrierter Web Server erm glicht es projektspezifische Funktionen der Applikation ber das Internet darzustellen Somit l sst sich die Applikation auch aus der Ferne bedienen Seit Februar 2012 existiert eine aktualisierte DIN Norm f r die KNXnet IP Kommunikation die DIN EN 13321 2 Offene Datenkommunikation f r die Geb udeautomation und Geb udemanagement Elektrische Systemtechnik f r Heim und Geb ude Teil 2 KNXnet IP Kommunikation 4 1 Bussysteme 4 1 2 LON Local Operating Network F r umfangreiche Anlagen wird zunehmend auch die LON Technologie Local Operating Network eingesetzt die ihre Urspr nge in der Industrieautomatisierung hat LON gibt es seit Anfang der 1990er Jahre und ist eine Entwicklung d
125. aum 101 kennzeichnen Was ist hinsichtlich der Datenbankeintr ge passiert Zur berpr fung der ordnungs gem en Erg nzung der Datens tze durch die SQL Anweisungen richten wir den Blick auf die Datenbankinhalte in MS Access Datei Start Erstellen Externe Daten Datenbanktools Felder Tabelle 4 KA e d Aufsteigend Ur Neu a dx Calibri Detailbereich 11 Kopier Al Absteigend Lekt m Speichen 7 F KU n BS gnac Format bertragen Filtern Ay Sortierung een Pre x ne E Suchen A ab a Ansichten Zwischenablage sl _Sortieren und Filtern _ Datens tze Suchen _Textformatierung _ d Tabellen ei f contactData 121 contractData Lea deviceCategormy deviceClass S aeviceonject history 5 locrefBuilding 32 Suchen p ID deviceClassiD serialNumber baseURL UDN r UPC manufactur ER contadData z 99 63 6540G6540 192 168 0 90 uuid 0e547a38 a3a6 86ex 9c2d UPnP FMA Codex HC 3000 2009 05 01 E contradData a 100 64 780347 678 192 168 0 95 uuid 0eq4na38 k4dt 48df 9c2d UPnP FMA Codex PY 90A 2009 05 01 101 65 121001017 192 168 0 85 uuid 0m57da38 8rsd 9jts 9c2d UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 EI devicecategory 102 65 121001018 192 168 0 81 uuid 83jdudm5 edi6 472d f4b7 UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 E deviceclass 105 65 121001019 192 168 0 35 uuid 0e547a38 a3a6 48df 9c2d UPnP FMA Codex HC 4000 2012 10 01 E deviceObject
126. azit und Ausblick Der gr te Nutzen aus FM Perspektive ist die Funktionserweiterung von CAFM Systemen durch die Import und Steuerungsmechanismen f r geb udetechnische Einrichtungen Der Ausbau zu einem leistungsstarken Steuerungstool ist ein bedeutender Mehrwert f r ein aktives Anlagenmanagement So kann z B im Rahmen des Energiecontrollings direkt Einfluss auf Prozesse genommen werden Nach Angaben der CAFM Trendstudie 2013 planen ca 25 der Unternehmen eine Erweiterung der CAFM Systeme auf weitere Bereiche wie z B das Energiecontrolling Mehr als 30 haben bereits Datenschnittstellen zur Geb udeautomation Noch ist das Bewusstsein f r den Einsatz einer vollst ndigen Systemintegration aber nicht gesch rft Das Prinzip von Angebot und Nachfrage kommt hier zum Tragen Ohne Standard wird die Entwicklung nicht voranschreiten Der erste Schritt ist getan Wird der vorgestellte FMA Codex eingef hrt haben Programmierer und Ger tehersteller eine Grundlage f r die Entwicklung UPnP f higer Bauteile bzw CAFM Systeme um die n tigen Dienste Protokolle und Datenformate implementieren zu k nnen Ist das Angebot erst einmal da wird die Nachfrage steigen 7 2 Ausblick Das Ergebnis dieser Arbeit bietet eine solide Grundlage f r die Neuausrichtung der Entwicklung von geb udetechnischen Ger ten und Anlagen Doch welche Schritte sind f r die Umsetzung zum effektiven Einsatz in der Praxis notwendig Es ist beabsichtigt die en
127. baut Auf dem vom Nutzer betriebenen Server sind Datenbank und Dienste bereitgestellt Auf den Netzwerk Clients ist eine entsprechende Applikation lokal installiert Die Kommunikation mit dem Server auf dem alle gemeinsam genutzten Komponenten zentral abgelegt sind wird ber benutzerabh ngige Zugriffsrechte geregelt F r Datenbankabfragen sendet die Clientanwendung SQL Befehle ber sog ODBC Schnittstellen an den Datenbankserver SQL Structured Query Language ist eine standardisierte Abfragesprache ODBC Open Database Connectivity ist eine Methode zum Zugriff auf verschiedene Datenbank 16 Bei Client Server Strukturen ist die systeme ber den jeweils passenden Treiber Auspr gung des Netzwerks nicht begrenzt Der Einsatz von CAFM Systemen erfolgt zwar berwiegend im firmeneigenen Netzwerk doch es lassen sich auch Fernzugriffe z B ber VPN Verbindungen Virtual Private Network realisieren Die folgende Abbildung zeigt ein Client Server Modell in eigener Darstellung Netzwerk Client Netzwerk Client Applikation lt Netzwerk Client Applikation N tzwerk Client Applikation Netzwerk Client Applikation Abbildung 9 Client Server Modell eigene Darstellung May CAFM Handbuch 2013 Theis Einstieg in Visual Basic 2008 2008 35 3 Grundlagen 36 Der Trend folgt den Anforderungen hinsichtlich webbasierter L sungen wobei es aktuell nur wenige Hersteller gibt die bereits ei
128. bertragung wird das zur Verf gung stehende Frequenzspektrum zwecks Reduzierung der St ranf lligkeit in Kan le aufgeteilt Weitere Ma nahmen gegen St rsignale k nnen Signalfilter und Fehlerkorrekturverfahren sein Der sendende Adapter moduliert eine Vielzahl an Signalen gleichzeitig auf eine Tr gerfrequenz mit unterschiedlichen Phasen und Amplituden der empfangende Adapter trennt mittels Bandpass die Signale wieder von der Tr gerfrequenz und demoduliert sie So k nnen Daten ber das herk mmliche 230V Stromnetz verteilt werden Ger te die diesem Standard gen gen werden durch die HomePlug Alliance zertifiziert und in einer Liste auf deren Homepage publiziert In Deutschland sind Hersteller wie Devolo Allnet Netgear oder MSI f r Powerline Adapter bekannt 73 HomePlug Alliance Whitepapers 2013 86 4 2 Computernetzwerke 4 2 3 LAN via Funk WLAN Die in den vorangegangenen Kapiteln beschriebenen Technologien f r die Daten bermittlung waren kabelgebunden Eine weitere Variante ist die Funktechnologie besser bekannt unter dem Begriff WLAN Wireless Local Area Network auch Wireless LAN oder W LAN Wie bei den PowerLAN Netzwerken auch besteht bei WLAN hinsichtlich der Funktionsweise der Endger te z B Computer oder Router kein Unterschied zur Netzwerkverbindung ber ein Kabel Datensignale werden von einem Sender in elektromagnetische Wellen im GHz Bereich moduliert Bei der Modulation ver ndert das zu bertragende
129. bled True End Try xmlns im root Element ber c xmlns ns nsmgr mgr xmlDocument Document ksichtigen Element Attributes xmlns Value New XmlNamespaceManager xmlDocument NameTable AddNamespace MsBuild xmins Quellcode FMControl Schleife ber alle Datenbanktabellen For tableIndex 0 To tableNameList GetLength 0 1 tableName tableNameList tableIndex 0 Schleife 2x durchlaufen f r verschiedene Ebenen der Nodes For p 0 To 1 If n 0 And p 0 Then xmlNodeList xmlDocument SelectNodes MsBuild root MsBuild device nsmgr ElseIf n 0 And p 1 Then xmlNodeList xmlDocument SelectNodes MsBuild root MsBuild device MsBuild serviceList MsBuild service nsmgr ElseIf n 1 And p O Then xmlNodeList xmlDocument SelectNodes MsBuild scpd MsBuild actionList MsBuild action nsmgr xmlArgumentListNodeList xmlDocument SelectNodes MsBuild scpd MsBuild actionList MsBuild action MsBuild argumentList nsmgr xmlArgumentNodeList xmlDocument SelectNodes MsBuild scpd MsBuild actionList MsBuild action MsBuild argumentList MsBuild argument nsmgr ElseIf n 1 And p 1 Then xmlNodeList xmlDocument SelectNodes MsBuild scpd MsBuild serviceStateTable MsBuild stateVariable nsmgr xmlValueRangeNodeList xmlDocument SelectNodes MsBuild scpd MsBuild serviceSt
130. ch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text ex ToString btnMessage Enabled True End Try End TE If IsDBNull dataReader Item controlURL Then txtControlURL Text k A Else txtControlURL Text dataReader Item controlURL End IE txtAction Text crit_2 If IsDBNull dataReader Item argumentName Then txtArgument Text k A Else txtArgument Text dataReader Item argumentName End If If IsDBNull dataReader Item baseURL Then txtBaseURL Text k A Else txtBaseURL Text dataReader Item baseURL End If If IsDBNull dataReader Item stateVariableValue Then txtValue Text k A Else txtValue Text dataReader Item stateVariableValue End If If IsDBNull dataReader Item maximum Then txtMax Text k A btnPowerOn Enabled False 249 Anhang Else txtMax Text dataReader Item maximum btnPowerOn Enabled True End If If IsDBNull dataReader Item minimum Then txtMin Text k A btnPowerOff Enabled False Else txtMin Text dataReader Item minimum btnPowerOff Enabled True End If If preSelect False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren 1blMessage Text Datensatz aktualisiert btnMessage Enabled True End IE Else If preSelect False Then
131. ch ist der Anlagen kennzeichnungsschl ssel identName des Anlagenobjekts Er setzt sich in der Praxis meist aus anderen Attributen zusammen doch in der 3 Normalform geht es um die Ableitung aus einem einzelnen Nicht Schl ssel Attribut Auch die 3 Normalform ist erf llt 159 6 Praktische Umsetzung 6 2 XML Schema fiir UPnP Nach dem Entwurf der Datenbank sind die Dateien device xml und scpd xml zu erstellen Die XML Files basieren auf den Attributen aus Kapitel 5 5 die f r einen neuen Standard empfohlen werden F r eine anschauliche Darstellung ist die folgende Ausf hrung auf das Beispiel einer Steuereinheit f r Heizungsanlagen mit den daf r n tigen Attributen und Funktionen beschr nkt Die vollumf nglichen Templates f r universelle Ger te der technischen Geb udeausr stung sind im Anhang dieser Arbeit zu finden 6 2 1 device xml lt xml version 1 0 encoding utf 8 gt lt root xmlns urn schemas upnp org device 1 0 gt lt specVersion gt lt major gt 1 lt major gt lt minor gt 0 lt minor gt lt specVersion gt lt device gt lt deviceType gt urn schemas upnp org device FMACodex 1 lt deviceType gt lt friendlyName gt FMA Codex Heizungssteuereinheit lt friendlyName gt lt manufacturer gt HotHeat GmbH lt manufacturer gt lt manufacturerURL gt http www hotheat de lt manufacturerURL gt lt modelDescription gt Heizungssteuereinheit lt modelDescription gt lt modelName gt Heating
132. cha Diese Tabelle beinhaltet s mtliche Attribute die f r 1D alle Objekte einer Klasse bergeordnet gelten Der manufacturerlD er SR aus der objektorientierten Sprache abgeleitete categoryID Begriff Klasse steht in diesem Fall f r die deviceType friendlyName Beschreibung einer Produktserie oder Modellreihe sien aaa Neben den modellbezogenen Eigenschaften aus der modelDescription modelName Standard Ger tebeschreibung sind in dieser Tabelle nn auch Daten zur Wartung sowie Ma e und Gewicht serviceld abgelegt SCPDURL controlURL u S eventSubURL Ein zusammengesetzter Prim rschl ssel gew hr PEPSPORSEIDRERGN leistet die Eindeutigkeit eines Eintrags Somit kann mntContractID mntType die Kombination von Hersteller und Produktserie nur et einmal existieren Sollte es die gleiche Modell mntintervalTimeUnit mntProcedures nummer auch von einem anderen Hersteller geben deviceWeight ist dies durch eine neue Kombination m glich Als deviceLength deviceDepth Referenz f r die Relationen zu untergeordneten deviceHeight S F deviceWidth Tabellen wird die fortlaufend nummerierte ID volume herangezogen footprint Abbildung 72 Tabelle deviceClass 6 1 Aufbau des Datenbankmodells Tabelle Anlagenobjekt deviceObject In dieser Tabelle sind s mtliche Attribute eines deviceObject e o i emm spezifischen Ger ts erfasst Im Unterschied zur V deviceClassID d serialNumber Anlagenklasse kennze
133. chalten den Wert des vorgegebenen Minimums einnimmt 6 3 Programmbaustein FMContro Welche Buttons und Steuerm glichkeiten bereitgestellt werden liegt im Ermessen des CAFM Entwicklers Grunds tzlich sollten die Buttons f r s mtliche Set Get Anweisungen vorgesehen werden Der Prototyp beschr nkt sich zu Demonstrations zwecken auf die Stromversorgung mit der Aktion SetDevicePower Im Falle UPnP f higer Endger te w re der zugeh rige Steuerbefehl der Argument Name newDevicePowerTarget mit dem Variablenwert 1 Ein oder O Aus Jede Aktion wird protokolliert und archiviert Mit dieser Historisierung l sst sich eindeutig nachvollziehen welches Ger t zu welchem Zeitpunkt welchen Zustand hatte Hinsichtlich der Betreiberverantwortung ein sehr bedeutender Mehrwert Dieses Feature ist in der Funktion history abgebildet Historisierung von Steuerbefehlen Private Sub history ByVal newValue As String Try Datenbankverbindung ffnen dbConnection cmd Connection conn stateVariableID und stateVariableValue auslesen Dim sqlString As String sqlString SELECT serviceStateTable ID serviceStateTable stateVariableValue serviceStateTable stateVariableName deviceObject ID FROM deviceObject INNER JOIN serviceStateTable ON deviceObject ID serviceStateTable deviceObjectID WHERE serviceStateTable stateVariableName
134. che Umsetzung im Detail beschrieben e Die Vorg nge werden erfasst und als Prozesskette in einem Workflow Modell dargestellt e Um die hersteller und produktunabh ngige Funktionalit t zu gew hrleisten werden abschlie end Standards definiert Modell Prozesse und Standards sind Grundlage f r die praktische Umsetzung die im darauf folgenden Kapitel 6 behandelt wird 93 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 94 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabhangige Schnittstellenmodelle Basierend auf der klassischen Netzwerkstruktur eines CAFM Systems aus Kapitel 5 1 1 werden in den darauf folgenden Abschnitten 5 1 2 5 1 6 f nf verschiedene Modelle aufgef hrt welche die grunds tzlichen Integrationsvarianten erkl ren 5 1 1 Netzwerkstruktur eines CAFM Systems Die folgende Variante beschreibt die bliche Netzwerkstruktur eines CAFM Systems als Basis der in den folgenden Kapiteln vorgestellten M glichkeiten einer Anbindung zur Geb udeautomation o Kontakt e i rganizer SIE datenbank Client WAN DB Zugriff Client LAN DB Zugriff Software Schnittstellen XXX XXX XXX XXX name dyndns org Portweiter Smartphone App www Portumleitung CAFM Server ODBC Abbildung 54 Klassische Netzwerkstruktur eines CAFM Systems eigene Darstellung CAFM Systeme sind berwiegend in Form einer Client Server Applikation aufgebaut nur wenige Hersteller bieten eine vollst ndig webbasierte Version an
135. che Vorrichtungen f r das operative St rfallmanagement Als Komponenten der Geb udeautomation sind Ger te Sensoren und Aktoren der Gewerke Heiztechnik Klimatechnik und L ftungstechnik kurz HKL sowie Elektrotechnik Brandschutztechnik ggf auch Sanit rtechnik und weitere geb udetechnische Sonderanlagen wie Sicherheits technik oder Medientechnik zu nennen Im weiteren Verlauf dieser Arbeit ist die Analyse der Kommunikationsf higkeit erforderlich Das Haupteinsatzgebiet derartiger Systeme sind gr ere Objekte wie B rogeb ude Schulen Krankenh user Produktionsst tten oder Industrieanlagen allgemein Hier ist der technische und durch Energieeinsparung konomische Nutzen am gr ten Doch auch f r den Hausgebrauch sind bereits L sungen am Markt sei es zur Festinstallation am Neu Umbau oder flexible Funkschalter zum Nachr sten Beides findet man oft schon mit einer produktbezogenen Software die eine Bedienung ber das Internet erm glicht Ob man hier schon von webbasierter Steuerung sprechen kann ist im Folgenden zu kl ren In diesem Zusammenhang ist auch zu erl utern was unter dem Begriff webbasiert verstanden wird Webbasiert bedeutet dass sich Applikationen ber das World Wide Web bedienen lassen Geb udeautomationstechnologien wie z B KNX LON oder BACnet lassen sich durch spezielle Schnittstellenhardware sog IP Controller an das 2 1 Ausgangssituation Computernetzwerk anbinden Oftmals is
136. chnisch dennoch realisieren doch Einzell sungen sind nicht das Ziel Daher bleibt es zwischen CAFM und GA in diesem Modell vorerst nur bei einer einfachen unidirektionalen Daten bermittlung Wie beim Schnittstellenkonzept des vorangegangenen Kapitels auch wird die Daten bermittlung mit Hilfe der Programmierung von Austauschformaten und bertragungsprotokollen realisiert F r das Auslesen der vom Web Server des IP Controllers abrufbaren Werte m ssen die Daten in geeigneter Form bereitgestellt und der globale Zugriff durch den Router erm glicht werden Die den Vorgang ausl sende CAFM Software greift ber die globale IP Adresse und den frei gegebenen Port des GA seitigen Routers auf die bereitgestellten Daten zu und importiert entsprechende Werte in die eigene Datenbank 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabh ngige Schnittstellenmodelle 5 1 4 Bidirektionale Kopplung des Feld Funkbus ber lokalen USB COM Port Die folgende Variante beschreibt eine bidirektionale GA Anbindung ber den seriellen Bus USB COM Port des CAFM Servers wie beispielsweise mit Funkbus Ger ten der Ratio Produktreihe Omnio AG praktiziert Kontakt Organizer Gis PR Client WAN DB Zugriff Client LAN DB Zugriff CAFM S Software Am Schnittstellen XXX XXX XXX XXX name dyndns org 192 168 xxx xxx Portweiter Smartphone App www Portumleitung CAFM Server ODBC Funkgateway Endger te sind aus dem
137. cksetzen sqlInsertColumn sqlInsertValue End If Next Next HE En Next Next 258 n 0 Then Verkn pfungsfelder mit Prim rschl ssel erg nzen addSQL tableName Daten in Datenbank schreiben If sqlInsertColumn Then Else insertSQL tableName End If Strings f r den n chsten Durchlauf zur cksetzen sqlInsertColumn sqlInsertValue d IE Quellcode FMControl Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text xmlPathDeamon amp Fehler in importData amp ex Message xmlPathDeamon End Try End Sub Pr fen ob XML Eintrag als Feld Spalte in der Datenbank vorhanden ist Private Sub columnMatch ByVal tableName As String ByVal columnName As String DataTable zum Zwischenspeichern der ausgelesenen Spalten Dim DataTable As DataTable Variable zur Angabe ob XML Eintrag als Feld Spalte vorhanden ist columnPresence Fals Tey F llen der DataTable DataTable conn GetOleDbSchemaTable OleDbSchemaGuid Columns New Object Nothing Nothing tableName Nothing Listet die Spaltennamen aus jedem Eintrag der Schema Table auf For i 0 To DataTable Rows Count 1 If columnName DataTable Rows i COLUMN_NAME ToString Then Variable ist wahr wenn XML Eintrag Feld Spalte der Datenbank identisch columnPresence Tru End If Next i
138. d Facility Management In der GLT gesammelte Daten werden an CAFM Systeme Ubergeben und zur Generierung von Wartungs oder Serviceauftragen sowie der Berechnung von Geb udekosten genutzt Die bei Abweichungen vom Regelbetrieb automatisiert ausgel sten St rmeldungen und Reparaturauftr ge dienen der fr hzeitigen Erkennung von St rungen und Fehlern und damit der Zuverl ssigkeit und Verf gbarkeit von Anlagen Die Ans tze dieser Arbeit werden das Integrationsspektrum von der Managementebene auf die Automationsebene erweitern 3 4 Middleware 3 4 Middleware Durch die Vielzahl an Softwarel sungen im FM Bereich und Automationstechnologien die innerhalb eines Unternehmens zum Einsatz kommen k nnen und miteinander kommunizieren m ssen gibt es eine gro e Menge an potenziellen Kombinations m glichkeiten Rechnerisch g be es m n Varianten wenn jede Software eine Schnittstelle zu jedem System der Geb udeautomation h tte Mit Hilfe sog Middleware kann man die Anzahl der Schnittstellen von m n auf m n reduzieren organisatorische CAD CAFM ERP und kaufm nnische CAD CAFM ERP Prozesse Middleware KNX LON LCN FSchnische KNX LON LCN Prozesse Abbildung 14 Integration technischer und kaufm nnischer Prozesse ohne und mit Middleware eigene Darstellung Als Middleware bezeichnet man eine zus tzliche Schicht in einer komplexen Anwendungsstruktur Technisch gesehen handelt es sich um eine Software Schnittstelle die Anfragen f
139. dStateVariable gt PressureValvePosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetPumpDeliveryRate lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newPumpDeliveryRateTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt PumpDeliveryRate lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetResolution lt name gt lt argumentList gt lt argument gt 219 Anhang lt name gt newResolutionTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Resolution lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetVentilationPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newVentilationPowerTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Ventilation lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetVentilationTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newVentilationTemperatureTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt VentilationTemperature lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt act
140. dStateVariable gt WindowPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt actionList gt lt serviceStateTable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt AirTemperaturelnside lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt AirTemperatureOutside lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt 168 lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt BoilerPressure lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt BoilerTemperature lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 75 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 40 lt minimum gt lt maximum gt 80 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt DoorPosition lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 10 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt GasConsumption lt name gt lt dataType
141. dValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt PressureValvePosition lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 10 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt 170 lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WaterReservoirTemperature lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 60 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 40 lt minimum gt lt maximum gt 70 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WaterTemperatureReturn lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WaterTemperatureSupply lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WindowPosition lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 10 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt serviceStateTable gt lt scpd gt 6 2 XML Schema f r UPnP 1
142. de FMControl Auswahlbox Import f llen updateImportList Datenbankverbindung schlie en conn Close Meldung zur cksetzen und Buttons zum Quittieren zur cksetzen lblMessage Text Bereit btnMessage Enabled False End If End Sub Ve KK eK eK kK eK kK KK KH KK HH KH KH KHK KU UTIVENES KKK KKK KK KK KK KK eK HK KK KK A U Event nach Auswahl eines Herstellers Protected Sub ListBoxManufacturer SelectedIndexChanged ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles ListBoxManufacturer SelectedIndexChanged Ausgew hlten Eintrag abfragen Text und Wert selectedManufacturer Me ListBoxManufacturer SelectedItem Text Dim selectedManufacturerID Me ListBoxManufacturer SelectedValu Datanbankverbindung ffnen dbConnection cmd Connection conn Verf gbarkeit von Feldern und Buttons definieren btnSelect Enabled False btnSave Enabled False btnExit Enabled False ListBoxSerialNumber Enabled False Listen und Felder zuvor ausgew hlter Ger te leeren ListBoxSerialNumber Items Clear ListBoxModelNumber Items Clear clearFields Ausgew hlten Eintrag pr fen If selectedManufacturer bitte ausw hlen Then ListBoxModelNumber Enabled False 233 Anhang 234 If preSelect False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text K
143. de dabei den 7 Teilnehmer der 12 Linie des 1 Bereichs kennzeichnen Das Datentelegramm w rde folgenden Bin rcode beinhalten 0001 1100 0000 0111 Im Dualsystem k nnen 2 16 Bereiche 2f 16 Linien und 2 256 Teilnehmer beschrieben werden Das sind in Summe 2 65 536 Ger te Die Adresse ist Teil des Datentelegramms das zur Kommunikation zwischen den Ger ten versendet wird Die Quelladresse ist dabei die physikalische Adresse des Absenders die Zieladresse kann auch eine logische Gruppenadresse sein Diese beschreibt in der sog 2 Ebenen Adressierung die Haupt und Untergruppe bzw in der 3 Ebenen Adressierung die Haupt Mittel und Untergruppe Des Weiteren beinhalten Datentelegramme ein Kontrollfeld einen Adresstyp einen Routingz hler eine Nutzdatenl nge die Nutzdaten und ein Priiffeld 2 Merz Hansemann amp H bner Geb udeautomation Kommunikationssysteme mit EIB KNX LON und BACnet 2010 58 4 1 Bussysteme Abbildung 20 zeigt die einzelnen Bitfelder eines KNX Standarddatentelegramms mit Angabe der jeweiligen Lange Kontrollfeld Quelladresse Adresstyp Routingz hler mn nn sienne Abbildung 20 Aufbau eines KNX Standarddatentelegramms eigene Darstellung Aus der Zielsetzung dieser Arbeit heraus ist das Protokoll der Ethernet Variante KNXnet IP im Sinne der Webfahigkeit genauer zu betrachten Es wird bei der Einbindung von KNX Ger ten in TCP IP Netze der Geb udeautomation ei
144. de werden aus Gr nden des Komforts der Sicherheit und der Wirtschaftlichkeit mit fortschrittlicher Automationstechnik ausgestattet Daher gewinnt Geb udeautomation zunehmend an Bedeutung Hierf r sind geb udetechnische Anlagen in vielen F llen ber Busleitungen mit einem Leitrechner vernetzt und zentral erfasst Sie werden mit Hilfe von Sensoren und Aktoren gesteuert Um Bauwerke effektiv und effizient bewirtschaften zu k nnen werden zunehmend CAFM Systeme als unverzichtbares Werkzeug des Facility Managers eingesetzt Dabei werden heute die gleichen geb udetechnischen Anlagen ein zweites Mal erfasst um sie im Rahmen des Anlagen und Wartungsmanagements verwalten zu k nnen Eine webbasierte datenbankgekoppelte Steuerung dieser Anlagen direkt ber ein CAFM System ist derzeit nicht verf gbar Themenbezogene Normen und Richtlinien geben keinen Aufschluss ber konkrete Kopplungsmechanismen von Geb udeautomation und CAFM zur Steuerung geb udetechnischer Anlagen Es fehlt an Netzwerkmodellen und L sungskonzepten Die vorliegende Arbeit setzt an dieser Problematik an Sie pr ft in welcher Weise geb udetechnische Einrichtungen hinsichtlich einer komfortablen und zentralen Steuerungsfunktion in CAFM Systeme eingebunden werden k nnen Aspekte wie neuartige Vernetzungsvarianten die Bereitstellung von Anlagendaten mit zugeh rigen Import funktionen sowie die M glichkeit einer browsergest tzten Bedienung stehen dabei im Fokus der Betrac
145. denzufriedenheit Anforderungen an das Facility Management e Unterst tzung von Kernprozessen e Erh hung der Leistungsf higkeit betrieblicher Arbeitspl tze e Gew hrleistung von Sicherheit und Gesundheitsschutz f r die Mitarbeiter e Erhaltung baulicher und anlagentechnischer Werte e Einhaltung gesetzlicher Vorschriften e Erh hung von Nutzungsqualitaten e Reduzierung von Nutzungskosten 7 German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 100 1 2004 28 3 1 Facility Management Die nachfolgende Darstellung verdeutlicht die unterschiedlichen Zeit Objekt und Organisationshorizonte von Facility und Geb udemanagement Konz Planung Errichtuni 2 Beschaftung Nutzungsphase Unterneh Facility EE Management e Geb ude management i i i i Geb udemanagement Ss operative gt EE F hrung L und j i l 3 5 Leistungen 4 TGM IGM KGM SAS i E Nee a rs q ZG Flachenmanagement i La Zeithorizont GM gt i Zeithorizont FM gt Abbildung 5 Abgrenzung Facility Gebaudemanagement Quelle GEFMA Richtlinie 100 1 2004 Das Technische Geb udemanagement TGM umfasst alle Leistungen die zum Betreiben und Bewirtschaften der baulichen und technischen Anlagen eines Geb udes erforderlich sind Dazu z hlen Prozesse wie Anlagenmanagement Wartungs Instandhaltungsmanagement Energiemanagement IT und Geb udeautomation so
146. der Lage Aktionen auf dem UPnP Ger t auszul sen und es damit zu steuern Dazu sendet er eine SOAP Anforderung an die Steuerungs URL SOAP Simple Object Access Protocol ist ein Protokoll das ber HTTP l uft und XML verwendet Ereignismeldungen Zur Steuerung eines Ger tes m ssen nicht nur die in Layer 3 bermittelten Steuerkommandos bekannt sein sondern auch die aktuellen Werte der jeweiligen Zustands bzw Statusvariablen Um diese aber nicht permanent abfragen zu m ssen bedient man sich der XML basierten General Event Notification Architecture GENA Damit k nnen die Kontrollpunkte Zustandsgr en eines Dienstes abonnieren und erhalten im Falle einer nderung der Statusvariablen eine sog Eventmessage 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung 6 Pr sentation Mit Hilfe der Pr sentationsschicht l sst sich der Zugriff auf Ger te etwas komfortabler und anschaulicher gestalten Es ist eine Alternative zur Steuerung via SOAP Mitteilungen und den Ereignismeldungen W hrend SOAP die Kommandos an die Control URL sendet kann der Benutzer auch ber die Presentation URL auf das Ger t zugreifen Hinter dieser URL verbirgt sich eine HTML basierte Benutzeroberfl che mit der meist die gleichen Funktionen zur Verf gung stehen wie sie auch durch den standardisierten UPnP Zugriff ber SOAP ausgel st werden Wie in den meisten F llen der Kommunikationsprotokollstruktur vgl LonTalk Kapi
147. die Unterst tzung der Geb udeautomation hinsichtlich einer Dokumentation als Entscheidungshilfe f r Instandhaltungsma nahmen Schlie lich werden am Ende der Richtlinie folgende Schnittstellenkonzepte aufgef hrt mit dem Hinweis dass L sungsans tze stark variieren und somit kein allgemeing ltiges How to Konzept empfohlen werden kann e intermedi re Datenbank Datentransfer ber eine zwischengeschaltete von den beteiligten Systemen unabh ngige Datenbank e Systemaufruf ohne Datentransfer e direkter wechselseitiger Lese und Schreibzugriff der beteiligten Systeme e Datentransfer ber Webservices e bergabe von Dateien Alle genannten Konzepte bewegen sich auf Managementebene Die Integration auf weiteren Ebenen insbesondere der Automationsebene unter Nutzung gemeinsamer Ressourcen und einer Einheitlichen IT Infrastruktur kann zu einer innovativen Kombination der Systeme f hren Verband Deutscher Ingenieure e V VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 2012 52 4 Technologien F r die Realisierung automatisierter Prozesse in der Geb udeautomation m ssen entsprechende Ger te und Anlagen miteinander kommunizieren Dazu werden Kommunikationssysteme wie Feldbusse Bereich Elektrotechnik und oder Computernetze Bereich Informatik eingesetzt Dieses Kapitel widmet sich im ersten Teil den Funktionsweisen und Kommunikationswegen von Bussystemen im Bereich der Geb udeautomation und stellt die darauf b
148. dung der enthaltenen Komponenten Beispiele f r Netztopologien sind in Kapitel 4 1 beschrieben KNX Anlagen sind in einer Baumstruktur angeordnet Die Haupt bertragungsleitung wird als Backbone Line oder Bereichslinie BL bezeichnet die mehrere Bereiche KNX Association KNX Standard Einf hrung 2013 B Merz Hansemann amp H bner Geb udeautomation Kommunikationssysteme mit EIB KNX LON und BACnet 2010 56 4 1 Bussysteme Uber deren Hauptlinie HL verbindet Diese verzweigen sich in einzelne Linien L an denen die Endger te sog Teilnehmer angeschlossen sind Uber Linien oder Bereichskoppler lassen sich verschiedene Segmente verbinden Die Grafik zeigt die beschriebene Struktur eines KNX Netzwerks Bereichslinie Bereichs koppler Bereichs koppler 1 0 0 2 0 0 Hauptlinie 1 Hauptlinie 2 Linien Linien Koppler Koppler 1 1 0 1 2 0 Linien Linien Koppler 2 1 0 Linien Koppler 1 3 0 Koppler 2 2 0 Abbildung 18 Topologie eines KNX Netzwerks nach DIN EN 13321 2 eigene Darstellung Alle KNX Feldger te besitzen einen eigenen Mikrocontroller und sind gleichberechtigte Teilnehmer des Bussystems Zu den Systemkomponenten geh ren die Spannungsversorgungen zum Erzeugen der Busspannung und sog Koppler zum Verbinden von Busabschnitten H ufig eingesetzte Busger te sind Spannungsversorgungen mit Drossel Schalt aktoren und Tastensensoren Die Spannungsversorgung s
149. e Integrationssoftware Schnittstellen Data Ware house Middleware Web Services Abbildung 15 Softwarekomponenten eines CAFM Systems Quelle GEFMA Richtlinie 410 In der Einleitung dieser Richtlinie ist bereits erkennbar dass die Themenbereiche Informations und Wissensverwaltung im Fokus stehen Das Schnittstellenkonzept sieht lediglich den reinen Datenaustausch zwischen Software Komponenten vor eine Hardware Anbindung ist nicht Bestandteil Es stellt sich die Frage ob ein ganzheitliches FM die Steuerung von Anlagen beinhalten sollte Die Funktionen einer Schnittstelle werden in Richtlinie 410 Kapitel 2 7 schnittstellenprogramm wie folgt definiert 34 German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 410 2007 48 3 5 Betrachtung von Normen und Richtlinien e Auslesen der Daten aus dem Ursprungsort ggf in eine Transferdatei e berpr fung der Daten am Zielort nach festgelegten Regeln z B Beachtung funktionaler Abh ngigkeiten und Plausibilit t e Einlesen der Daten am Zielort e R ckmeldung der erfolgreichen oder fehlerhaften Daten bernahme und ggf L schung von tempor ren Transferdateien Richtlinie 410 Kapitel 2 9 Serielle Schnittstelle beschr nkt sich ebenfalls auf die Konzepte des reinen Datenaustauschs wobei gerade hier die technische Voraussetzung n mlich die direkte Kopplung an das Bus System der Geb udeautomation f r die Anlagensteuerung gegeben w re
150. e Handbuch Haus und Geb udesystemtechnik Grundlagen 2006 55 4 Technologien Nach Angaben der Konnex Association ist KNX der weltweit einzige international anerkannte und offene Standard im Bereich Haus und Geb udesystemtechnik Er erf llt die Anforderungen der europ ischen Standards CENELEC EN 50090 und CEN EN 13321 1 und der internationalen Norm DIN ISO IEC 14543 3 Darin sind das KNX Protokoll wie auch die beiden kabelgebundenen Ubertragungsmedien TP Twisted Pair und PL Powerline sowie die Funk Variante RF Radio Frequency und die Ethernet Variante IP Internet Protocol anerkannt Die am h ufigsten eingesetzte Variante ist KNX TP bei der das Ubertragungsmedium ein Buskabel ist Die KNX Association hat hierf r verschiedene KNX Leitungen zertifiziert wobei das mit YCYM 2x2x0 8 bezeichnete Kabel die klassische L sung ist KNX Association Zertifizierungs Nr 1 39 92 8 KNX TP zertifizierte Ger te kommunizieren miteinander auf der gleichen Buslinie Folgendes Bild zeigt ein KNX Kabel wie es als Ubertragungsmedium in KNX TP Systemen verwendet wird mes N Abbildung 17 KNX Kabel Quelle Online Produktkatalog Fa VOKA KNX TP Systeme ben tigen zwei voneinander getrennte Netze das Energie versorgungsnetz f r die Stromversorgung der Endger te und das Kommunikations netz zur Daten bertragung Dabei beschreibt die Topologie die Struktur des Systems im Hinblick auf die kommunikationstechnische Verbin
151. e Demonstration wird dem Programmbaustein der Aufbau der Datenbank vorgegeben Diese Vorgaben werden in einem zweidimensionalen Array 7x5 6 3 Programmbaustein FMControl festgehalten 7 Tabellen und je 5 Eintr ge Tabellenname Bezeichnung erster eigener Prim rschl ssel Wert erster Prim rschl ssel wird w hrend der Laufzeit zugewiesen Bezeichnung des ersten verlinkten Prim rschl ssels Bezeichnung des zweiten verlinkten Prim rschl ssels Nun kommt der XML Reader Parser zum Einsatz Er muss die Informationen aus den XML Dateien in 7 Schritten auslesen 2 Dateien mit 2 bzw 5 Ebenen Die Ebenen sind nach den Vorgaben des UPnP Forums in den Device und Service Templates definiert F r die Dateien device xml und scpd xml werden folgende Ebenen ausgelesen e root device e root device serviceList service e scpd actionList action e scpd actionList action argumentList e scpd actionList action argumentList argument e scpd serviceStateTable stateVariable e scpd serviceStateTable stateVariable allowedValueRange Diese Angaben geben die Startpunkte des XML Readers wieder Die Funktionsweise des Readers l sst sich leicht erkl ren Aus den zum Startpunkt geh renden Eintr gen z B Aktionen wird eine xmINodelist erstellt Jeder Eintrag stellt eine xmINode dar und dessen jeweilige Untereintr ge z B Aktionsnamen sind die xmIChildNodes die vom Reader ausgelesen werden Konkret e device ist xmINode friendlyName
152. e V Zentralverband der Deutschen Elektro und Informationstechnischen Handwerke 2006 Handbuch Haus und Geb udesystemtechnik Grundlagen Frankfurt 274 Abbildungsverzeichnis IN Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Abbildung 2 Abbildung 3 Abbildung 4 Abbildung 5 Abbildung 6 Abbildung 7 Abbildung 8 Abbildung 9 Abbildung 10 Abbildung 11 Abbildung 12 Abbildung 13 Abbildung 14 Abbildung 15 IST Zustand eigene Darstellung mit Bildmaterial der Initiative Intelligentes Wohnen www intelligenteswohnen com SOLL Zustand eigene Darstellung mit Bildmaterial der Initiative Intelligentes Wohnen www intelligenteswohnen com Phasenmodell eigene Darstellung ss Gliederung nach GEFMA Richtlinie 100 eigene Darstellung ss Abgrenzung Facility Geb udemanagement Quelle GEFMA Richtlinie 100 1 2004 Beispiele von blichen CAFM Schnittstellen eigene Darstellung ss Realisierte Schnittstellen von CAFM Systemen Quelle Hohmann Fachvortrag CAFM Trendstudie 2013 Ausweitung der Einsatzbereiche von CAFM Quelle Hohmann Fachvortrag CAFM Trendstudie 2013 Client Server Modell eigene Darstellung ss Webbasierte L sung ei
153. e derzeit aktuellste Norm ist die IEEE 802 11n mit 600 Mbit s auf 2 4 bzw 5 GHz mit einem Frequenzband von 40 MHz Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich einiger Standards der IEEE 802 11 Reihe 278 Norm Brutto Datenrate Netto Datenrate Frequenzbereich IEEE 802 11 2 MBit s 1 2 MBit s 2 4 GHz IEEE 802 11b 11 MBit s 5 MBit s 2 4 GHz IEEE 802 11g 54 MBit s 25 MBit s 2 4 GHz IEEE 802 11a 54 MBit s 32 MBit s 5 GHz IEEE 802 11n 600 Mbit s 240 MBit s 2 4 GHz 5 GHz Tabelle 2 Vergleich von IEEE 802 11 Standards Der Vollstandigkeit halber seien noch weitere Funktechnologien aufgezahlt die zur Daten bermittlung in Computernetzwerken zum Einsatz kommen k nnen Die im Folgenden aufgez hlten Funktechnologien unterscheiden sich von der gerade beschriebenen WLAN Technologie durch die Art der Daten bermittlung Bis auf RFID k nnen alle Technologien TCP IP Protokolle verarbeiten Drahtlose Ad Hoc Gruppenverbindungen lassen sich auch mit Bluetooth GSM HSCSD GPRS UMTS oder LTE aufbauen Infrarot hingegen nur mit jeweils 2 Ger ten mit Sichtverbindung bis zu 5 m Hinsichtlich der Reichweite sind Mobilfunknetze nicht mit der WLAN Technologie vergleichbar da sie landesweit mehrere Zehntausend Funkzellen umfasst und eine 500 fach h here Sendeleistung hat Mit der RFID Technologie lassen sich keine Netzwerke aufbauen sie dient lediglich der automatischen Identifizierung Lokalisierung oder Datenerfassung
154. e gt lt serviceList gt lt presentationURL gt web lt presentationURL gt lt device gt lt root gt gt 6 2 2 scpd xml lt xml version 1 0 encoding utf 8 gt lt scpd xmlns urn schemas upnp org service 1 0 gt lt specVersion gt lt major gt 1 lt major gt lt minor gt 0 lt minor gt lt specVersion gt lt actionList gt 161 6 Praktische Umsetzung lt action gt lt name gt GetAirTemperatureInside lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retAirTemperaturelnsideStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt AirTemperaturelnsid lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetAirTemperatureOutside lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retAirTemperatureOutsideStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt AirTemperatureOutside lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetBoilerPressure lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retBoilerPressureStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt BoilerPressure lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt
155. e3 As String Dim relatedField3 As String Dim relatedValue3 As String Dim linkField As String Dim linkField2 As String Dim linkField3 As String Dim sqlString As String Dim sgqglString2 As String TD Dim exe As Boolean False Dim primaryKey As Integer 0 Dim doubleLink As Integer 0 L ByVal tableName As String Prim rschl ssel und Relationsfelder f r Tabelle definieren If tableName tableNameList 2 0 exe True primaryKey 1 doubleLink 1 relatedTable tableNameList 0 relatedField tableNameList 0 relatedValue tableNameList 0 relatedTable2 tableNameList 1 relatedField2 tableNameList 1 relatedValue2 tableNameList 1 linkField tableNameList 2 3 linkField2 tableNameList 2 4 Ena IE Quellcode FMControl deviceClass Then Prim rschl ssel und Relationsfelder f r Tabelle deviceObject definieren If tableName tableNameList 3 0 exe True primaryKey 2 relatedTable tableNameList 2 relatedField tableNameList 2 relatedValue tableNameList 2 relatedTable2 tableNameList 0 relatedField2 tableNameList 0 relatedValue2 tableNameList 0 linkField tableNameList 3 3 linkField2 tableNameList 2 3 End If Prim rschl ssel und Relationsfelder f r Tabell definieren If tableName
156. eautomation bzw CAFM Integration in Betrieb genommen werden kann Die Sicherheit muss gew hrleistet sein Anschlie end kann damit begonnen werden die anwendungsspezifischen Ma gaben im UPnP Networking zu ber cksichtigen und bereitzustellende Ger teeigenschaften und dienste in den entsprechenden XML Dateien device xml und scpd xml anzupassen Der standardm igen Anbindung soll auf Basis der bereitgestellten Dienste die CAFM Integration folgen Die Funktionen der Steuereinheiten sind damit in der Datenbank festgehalten und k nnen mit der Programmierung von logischen Prozessfolgen und Szenarien zu intelligenten CAFM Steuerungsroutinen ausgebaut werden 88 Rapid7 Whitepaper Security Flaws in Universal Plug and Play 2013 127 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 128 5 3 5 XML Extensible Markup Language Die Funktionsweise von UPnP setzt die Bereitstellung von XML Dateien zur Beschreibung der Ger te und deren Dienste voraus Diese werden in Step 3 des UPnP Networkings Description per HTTP abgerufen wie Kapitel 5 3 4 zu entnehmen ist XML Dateien sind im Grunde einfache Textdateien mit einer speziellen Formatierung Der Entwurf eines innovativen Netzwerkmodells zur Einbindung geb udetechnischer Anlagen in CAFM Systeme als Kern dieser Arbeit beinhaltet auch die Definition von Standards Dazu geh rt die Bestimmung von Aufbau und Inhalt dieser XML Dateien f r Ger te der Geb udeautomation Mit
157. echerchen f r Ger te der technischen Geb udeausr stung zweckm ig erscheinen Zus tzlich k nnen auch Bilder und Datenbl tter f r einen Import auf dem Ger t hinterlegt sein Als Formate eignen sich jpg gif pdf txt csv docx oder xIsx Anlagenklasse Vordefinierte Eigenschaften Bezeichnung Datenbankfeld Quelle Ger tetyp deviceType UPnP Standard Bezeichnung friendlyName UPnP Standard Hersteller manufacturer UPnP Standard Hersteller Homepage manufacturerURL UPnP Standard Modellbeschreibung modelDescription UPnP Standard Modellbezeichnung modelName UPnP Standard Modellnummer modelNumber UPnP Standard Ger te Homepage modelURL UPnP Standard Icon iconURL UPnP Standard Service ID serviceld UPnP Standard URL der Servicebeschreibung SCPDURL UPnP Standard URL der Steuerung controlURL UPnP Standard URL der Ereignismeldungen eventSubURL UPnP Standard URL der Ger tedarstellung presentationURL UPnP Standard Kategorie Nummer categoryNumber UPnP Erweiterung Kategorie Gewerk categoryName UPnP Erweiterung Kategoriebeschreibung categoryDescription UPnP Erweiterung Wartungstyp mntType UPnP Erweiterung Wartungsintervall mntinterval UPnP Erweiterung Wartungsintervall Einheit mntintervalTimeUnit UPnP Erweiterung 140 Wartungst tigkeiten mn
158. ein Hersteller gew hlt btnMessage Enabled True End If Else ListBoxModelNumber Enabled True Listbox Modell Nr filtern und anzeigen updateDropDownModelNumber selectedManufacturer selectedManufacturerID If preSelect False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Hersteller gew hlt btnMessage Enabled True End If End If Datenbankverbindung schlie en conn Close End Sub Event nach Auswahl einer Modell Nummer P rotected Sub ListBoxModelNumber SelectedIndexChanged ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles ListBoxModelNumber SelectedIndexChanged Ausgewahlten Eintrag abfragen Text und Wert selectedModelNumber Me ListBoxModelNumber SelectedItem Text Dim selectedModelNumberID Me ListBoxModelNumber SelectedValu Datanbankverbindung ffnen dbConnection cmd Connection conn Verf gbarkeit von Feldern und Buttons definieren btnSelect Enabled False btnSave Enabled False btnExit Enabled False Listen und Felder zuvor ausgew hlter Ger te leeren ListBoxSerialNumber Items Clear clearFields Quellcode FMControl Ausgewahlten Eintrag pr fen If selectedModelNumber bitte ausw hlen Then ListBoxSerialNumber Enabled False If preSelect False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivier
159. el verlegt werden Insbesondere eine Nachr stung gestaltet sich meist schwierig Kabelgebundene L sungen k nnen aber auch aufgrund lokaler Gegebenheiten von vornherein nicht realisierbar sein Das macht WLAN erforderlich Hinsichtlich UPnP ist WLAN neben Bluetooth die einzige anwendbare Funktechnologie Dieses Auswahlkriterium wird mit 2 Punkten gewichtet Aufl sen der redundanten Datenhaltung Da GA und CAFM Systeme nicht nur netzwerktechnisch sondern auch datentechnisch getrennte Systeme sind m ssen Anlagen und Ger teattribute mehrfach erfasst und gepflegt werden Eine positive Bewertung erfahren die Modelle welche die doppelte Datenhaltung durch eine Integration aufl sen k nnen sodass die Attribute in nur einer Datenbank redundanzfrei vorliegen Dieses Auswahlkriterium wird mit 2 Punkten gewichtet Sicherheit und Schutz vor Manipulation durch Hackerangriffe Ein nicht zu vernachl ssigender Aspekt ist der Schutz vor unautorisiertem Zugriff auf Steuereinheiten Die direkte Erreichbarkeit von Feldger ten im WAN birgt trotz passwortgesch tzten Logins Gefahren Portfreigaben umleitungen des Routers erm glichen zwar auch einen direkten Zugriff auf dahinter liegende im LAN befindliche Feldger te bieten aber in Kombination mit einer Firewall einen erh hten Schutz Ger te des Feldbus sind bei der webf higen Variante auf die gleiche Weise durch einen IP Router gesch tzt ber Router k nnen auch VPN Zug nge eingerichtet werden
160. elName deviceObject A modelURL 1D iconURL deviceClassID contractData 7 serialNumber wD SCPDURL identNumber 9 contractNumber controlURL identName serviceStateTable d contractorID eventSubURL baseURL ID Ed contractType presentationURL UDN deviceObjectiD contractContent mntContractID UPC stateVariableName contractinception mntType manufactureDate stateVariableValue contractDuartion mntinterval warranty dataType contractNoticePeriod mntintervalTimeUnit retailPrice defaultValue contractCosts mntProcedures bg startupDate minimum mntDate maximum mntStatus step co roomID sendEvents locrefBuilding locrefFloor locrefRoom a 7 a ax 7 2 2 11 ID ID ID 9 buildingName gt 9 buildingID Me floor history buildingDescription floorName roomName ID floorDescription roomDescription stateVariablelD roomUsage timestamp roomFlooring oldValue roomSize newValue Abbildung 84 Struktur der relationalen Datenbank Die Tabellenbeziehungen der in der Ubersicht abgebildeten Datenbankstruktur sind im Detail erlautert e Beziehung zwischen Kontakt Firmendaten und Anlagenklasse Eine Firma kann der Hersteller von mehreren Anlageklassen Modellreihen sein Eine Modellreihe wird aber nur von einer Firma hergestellt Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern contactData ID und deviceClass manufacturerlD 6 1 Aufbau des Datenbankmodells Beziehung zwischen Kontakt Firmendaten und Wartungsvertrag
161. em strikter Trennung nicht aufgef hrt Lediglich in den Kapiteln 4 3 6 Energiecontrolling und 4 3 7 Instandhaltungs 32 May CAFM Handbuch 2013 46 3 5 Betrachtung von Normen und Richtlinien management gibt es Empfehlungen fiir GLT Schnittstellen zwecks Datenimport Fernauslesetechnologie bzw Anbindung hinsichtlich St rfallmanagement Eine Kopplung zwecks aktiver Steuerung der Anlagen ist hierbei nicht angedacht Es stellt sich die Frage ob die Steuerung von Anlagen als neuer FM Prozess definiert werden sollte Die in Richtlinie 400 Kapitel 4 4 4 Schnittstellen geforderte Integration von CAFM in vorhandene IT Landschaften f hrt zwei Varianten der Kopplung auf Zum einen die Realisierung von Daten Schnittstellen Offline Schnittstellen und zum anderen die auf Basis standardisierter Kommunikationsmethoden und dienste synchrone oder asynchrone bidirektionale Kommunikation zwischen verschiedenen u 33 Anwendungen Online Kopplung Au er der eher oberfl chlichen Empfehlung derartige Schnittstellen generell zu realisieren gibt es keine weiteren oder detaillierteren Angaben zur konkreten Umsetzung solcher System Anbindungen Des Weiteren wird nicht spezifiziert welchen Prozess die Schnittstellen abbilden bzw welchen Anwendungszweck sie verfolgen Es ist anzunehmen dass unter einem bidirektionalen Austausch eine Methode zur Abfrage und bergabe von statischen Werten Z hlerst nde
162. em WAN LAN Netz ber eine Portweiterleitung umleitung erreichbar Einbindung Installation und Konfiguration der Ger te via UPnP Technologie 192 168 xxx xxx 9 Li LI sonst Ger te Elektro Licht Abbildung 64 Aufbau des gew hlten Integrationsmodells eigene Darstellung Die Prozesskette einer Kommunikation zwischen Client Server und Endger ten setzt nicht nur eine Vielzahl an Definitionen f r Protokolle und Datentelegramme voraus sondern auch die Zugriffs und Weiterleitungsregeln an den Knotenpunkten des gesamten Netzwerks Grunds tzlich gibt es die Varianten ein CAFM System von einem lokalen Client ber das LAN oder von einem entfernten Client ber das WAN zu bedienen siehe Kapitel 5 3 1 Ausgehend von der Situation einen Steuerbefehl z B zum Einschalten oder Regeln der Klimatisierung von einem entfernten Client zu senden l sst sich die Prozesskette wie folgt beschreiben 115 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Das CAFM Programm wird Uber den Internetbrowser aufgerufen Die Felder der Ein und Ausgabemasken werden mit Informationen f r die bzw aus der Datenbank bef llt was durch sog SQL Befehle oder Abfragen geschieht Fur den Datenbankzugriff sendet der Client diese Kommandos an den CAFM Server gleichzeitig Web und Datenbankserver dessen Adresse bekannt sein muss Sie setzt sich aus der IP Adresse des Routers und einer Portnummer zusammen Ist die IP Adr
163. ement aufgrund der gro en Datenmengen und komplexen Prozessen nicht ohne den Einsatz von Computern realisierbar ist liegt auf der Hand Die GEFMA Richtlinie 400 erl utert den Nutzen eines CAFM Systems in Kapitel 3 Die Effizienzsteigerungen und Nutzenpotenziale durch die Implementierung eines CAFM Systems sind vielseitig Dazu z hlen die Sicherstellung der Funktionsf higkeit und Verf gbarkeit von Facilities sowie Werterhalt und Wertsteigerung der baulichen Objekte und technischen Anlagen bei absoluter Kostentransparenz CAFM Systeme gew hrleisten einen hohen Informationstand durch die zentrale Bereitstellung von aktuellen Daten als Entscheidungsgrundlage f r das Gesch ftsprozessmanagement unter Ber cksichtigung geltender Gesetze Normen und Richtlinien Der Nutzen ist abh ngig von Zustand Gr e und Komplexit t der Facilities Anzahl der eingebundenen Mitarbeiter sowie Nutzerstruktur und Betreiberkonzept Der GEFMA Arbeitskreis CAFM verweist zur genaueren Untersuchung der Wirtschaftlichkeit einer CAFM Einf hrung oder einem Systemwechsel auf die GEFMA Richtlinie 460 und das CAFM Handbuch Ob der Einsatz einer CAFM Software lohnend ist oder nicht l sst sich nicht pauschal beantworten Dem Nutzen sind Aufwand und Kosten gegen berzustellen Dabei z hlen Aspekte wie Transparenz Verf gbarkeit Zeitersparnis Kostenreduktion Ressourcen einsparung und Gesch ftsfelderweiterung zu den Nutzeffekten eines CAFM Systems Dagegen stellt der Aufw
164. en 2 1 Ausgangssituation Smart Home Assisted Living oder das intelligente Haus wof r stehen diese Begriffe Meist tauchen sie in den Medien auf wenn es um Werbung f r solche Systeme im Bereich von Wohnh usern geht Geb udeautomation ist nichts Neues wird aber im Vergleich zu gewerblichen Einrichtungen bislang nur vereinzelt im Privathaushalt eingesetzt Doch der technische Fortschritt bringt viele neue Funktionen und M glichkeiten mit sich die mittlerweile auch f r Privatanwender erschwinglich werden Die Technologien gewinnen zunehmend an Bedeutung und werden durch gute Marketingstrategien verst rkt wahrgenommen Diese intelligenten Systeme erwecken oftmals den Eindruck nur aus Gr nden des Komforts eingesetzt zu werden Spielerei sagen viele Doch tats chlich steckt mehr dahinter Komplexe Steuerungsmechanismen der GLT reagieren auf Ereignisse oder vordefinierte Szenarien und stellen damit den reibungslosen Ablauf des Geb udebetriebs sicher Nicht nur die Sicherheit sondern auch die Erf llung der Betreiberverantwortung steht dabei im Vordergrund Ein weiterer Faktor ist das Energieeinsparpotenzial durch eine intelligente Steuerung vor allem von Energieverbrauchern Heizzentralen oder L ftungszentralen mit Hilfe der MSR Technik Der Einsatz dieser effektiven und effizienten Technologien tr gt durch innovative Steuerungsfunktionen hinsichtlich neuer M glichkeiten der Energieoptimierung zu einer konomischen und nach
165. en Sowohl die Anwesenheitsbenachrichtigung wie auch die SSDP Antwort Device Response Message beinhalten einen Verweis auf die Ger te beschreibung Device Description SOAP Simple Object Access Protocol Dieses Protokoll wird in UPnP Netzwerken zur bergabe von Steuerbefehlen sog Control Messages an den Ger teservice gebraucht Es ist sozusagen das UPnP Control Interface Control Messages sind UPnP Anfragen welche sog Action Requests inkl der dazugeh rigen bergabeparameter enthalten Antworten oder Fehlermeldungen des Service an den Kontrollpunkt sind ebenfalls SOAP Nachrichten Sie enthalten den neuen Status des Services den R ckgabewert sowie den R ckgabeparameter der Aktion SOAP definiert den Gebrauch von XML und HTTP um Remote Procedure Calls RPC auszuf hren SOAP verwendet die existierende Infrastruktur des Internets und kann daher effektiv mit Firewalls und Proxys arbeiten Es verwendet die existierenden Einrichtungen des HTTP Connection Managements wodurch verteilte Kommuni kation ber das Internet so einfach wie der Zugriff auf Web Seiten wird GENA Generic Event Notification Architecture Dieses Protokoll wird verwendet um HTTP Mitteilungen ber TCP IP und UDP an Muticast Port 1900 zu senden und zu empfangen Zudem definiert GENA auch das Konzept der Ereignis Abonnements Die Eventnotifications werden mit Hilfe von GENA erzeugt ebenso die Anwesenheitsank ndigungen die dann mittels
166. en Zugriffen aus Status Por bersichtanzeigen dem Internet geblockt werden Umgeleiteter Port ffentlich auf Private Client TCP Port 4500 gt umgeleitet aufPort 80 Verwaltung UDP Port umgeleitet auf Port Beenden amp Logout Go ca m e _ _ SE ee A Informationen Speedport W 723V Netzwerk NAT amp Portregein Portregel Portregel hinzuf gen i Startseite Vordefinierte Portregein Hier k nnen Sie beliebige 2 Regeln fiir die Port Weiterleitung z Auswant d Umleitung oder ffnung Assistent festlegen Vordefinierte Regeln Abbildung 67 Portumleitung Screenshot aus eigener Speedport Konfiguration Bei dynamischen WAN IP Adressen kommt anstelle der 12 stelligen Nummer der ber DynDNS gew hlte Domainname zum Einsatz sodass eine entsprechende Anfrage beispielsweise an mycafmserver dyndns org 4500 gesendet werden w rde 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung Diese Tabelle zeigt eine Auswahl von haufig verwendeten Standard Ports mit den zugeh rigen Diensten Port Dienst 21 FTP Server 22 Secure Shell SSH 23 Telnet Server 25 Mail Server SMTP 53 DNS 69 Trivial FTP 80 Web Server 113 identd Auth 135 MS RPC 137 NetBIOS Name Service 138 NetBIOS Datagram Service 139 NetBIOS Session Service 443 Web Server HTTPS 445 SMB over TCP 515 Druck Server LPD 631
167. en dieser Arbeit stellte die Omnio AG f r die Erprobung von Ger ten mit Funkmodulen die auf der EnOcean Technologie basieren eine Auswahl an Sensoren und Aktoren sowie ein Gateway aus der Produktfamilie des Funkbussystems Ratio bereit F r den Test kamen das USB Gateway und der Kabelschaltaktor zum Einsatz Das Gateway wurde via USB mit dem PC verbunden und ber einen vom Hersteller bereitgestellten Treiber installiert Der Aufbau ist in Kapitel 5 1 4 beschrieben Zur Steuerung der Hardware diente die Demoversion einer Software der BootUp GmbH namens myHomeControl Im weiteren Verlauf dieser Arbeit konnten eigene webbasierte Programmbausteine entwickelt werden Technisch wurde dies ber das Senden des Steuerbefehls ber den mit USB simulierten COM Port realisiert 81 4 Technologien 82 4 2 Computernetzwerke Die Daten bertragung ist der Austausch von Informationen zwischen zwei Ger ten Diese Kommunikation kann Uber verschiedene Wege und Technologien realisiert werden Ein Blick auf die Standard Anschl sse und Schnittstellen eines Computers gen gt um die g ngigsten M glichkeiten benennen zu k nnen Neben SATA Firewire und USB Schnittstellen die f r die lokale Ger teanbindung gedacht sind finden sich auch LAN Anschl sse oder au erhalb des Geh uses meist nicht sichtbare WLAN und Bluetooth Adapter f r entfernte Ger te In den folgenden Kapiteln wird beschrieben ber welche Wege und Medien die Daten zwischen
168. ensatz zu den vorigen Tabellen werden diese Attribute nicht automatisiert bereitgestellt sondern aus dem Prozess des Vertragsmanagements vom CAFM System vor gehalten Abbildung 79 Tabelle contractData 6 1 Aufbau des Datenbankmodells Tabelle Kontakt Firmendaten contactData contactData ID d companyName companyStreet companyZipCode companyCity companyLand companyPhone companyURL Die Beispieldatenbank ist um eine weitere Tabelle erganzt in der die Kontaktdaten von Firmen hinterlegt sind Dies ist notwendig um Hersteller und Vertragspartner vollst ndig abbilden zu k nnen Die entsprechenden Datenfelder verweisen dann auf den entsprechenden Firmeneintrag Abbildung 80 Tabelle contactData Tabellen zum Standort locrefBuilding locrefFloor locrefRoom locrefBuilding ID buildingName buildingDescription locrefFloor ID 9 buildingID floorName floorDescription locrefRoom ID floorlD roomName roomDescription roomUsage roomFlooring roomSize Der Ortsbezug eines Anlagenobjekts wird nicht erst bei der Kopplung bzw dem Datenimport erzeugt sondern ist im Zuge des Flachenmanagements bereits im CAFM System erfasst worden Eine Verkn pfung zur Kombination Geb ude Geschoss Raum definiert den genauen Standort eines Anlagenobjekts Abbildung 81 Tabelle locrefBuilding Ein Geb ude besteht aus einem oder mehreren Geschossen Dabei ist die Kombination aus Geb ude und Geschoss eindeutig wie
169. entList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetBrightness lt name gt lt argumentList gt lt argument gt 214 FMA Codex Service Description scpd xml lt name gt newBrightnessTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Brightness lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetConditioningPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newConditioningPowerTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt AirConditioning lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetCoolingEfficiency lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newCoolingEfficiencyTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt CoolingEfficiency lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetDevicePower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newDevicePowerTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Power lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt 215 Anhang lt action gt lt name gt SetDoorPosition lt name gt lt argumentList gt
170. ents no gt lt name gt CoolingEfficiency lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt 222 lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Counter lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt CurrentConsumption lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt DoorPosition lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 10 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt EffectivePower lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt ElectricalEfficiency lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt FuelConsumption lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt n
171. er Echelon Corporation Die LonMark Deutschland e V ist die Interessenvereinigung der Anwender und Entwickler rund um die LON Technologie im deutschsprachigen Raum Diese Netzwerk Technologie erm glicht die Integration von Ger ten aus unterschiedlichen Gewerken in einem System Integration bedeutet in diesem Zusammenhang die gewerke bergreifende Vernetzung von z B Heizung Klima L ftung Beleuchtung Beschattung Zutrittskontrolle Feuer und Rauchmeldung etc Seit Dezember 2008 ist diese Technologie von der ISO International Organization for Standardization und der IEC International Electrotechnical Commission als internationale Norm anerkannt und in der internationalen Normenreihe ISO IEC 14908 dokumentiert Die deutsche Ausgabe dieser Norm DIN EN 14908 wurde letztmalig im Oktober 2012 aktualisiert Die Grundidee den Informationsaustausch zwischen Anlagen und Ger ten verschiedener Hersteller unabh ngig von den Anwendungen zu erm glichen gleicht der in Kapitel 4 1 1 vorgestellten KNX Technologie Der wesentliche Unterschied liegt in der technischen Umsetzung Im Gegensatz zum hierarchisch orientierten KNX System beruht das LON Konzept auf einer dezentralen Automatisierung also einer Verteilung der Intelligenz Alle an einem LON Netzwerk angeschlossenen Sensoren und Aktoren auch Knoten oder engl Nodes genannt k nnen die f r das lokale Endger t bestimmten Informationen selbst verarbeiten da sie jeweils ber eine
172. er lediglich die ffentliche WAN IP Adresse des Routers und den zum Server geh renden Port als Empf nger angeben kann Ist die IP Adresse nicht statisch sorgt ein dynamischer DNS Dienst f r einen statische Domain Namen zur Erreichbarkeit des Servers siehe Kapitel 5 3 2 ber den angegeben Port wird die Anfrage weiter oder umgeleitet wie in Kapitel 5 3 3 behandelt Ports sind Eingangst ren die den Datenverkehr zu den Endger ten filtern und regeln abh ngig vom jeweiligen Dienst 34 Internet Engineering Task Force IETF Network Working Group RFC1918 1996 117 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 118 5 3 2 Dynamic Domain Name System DynDNS bei Fernzugriff F r den Fall dass die globale bzw ffentliche IP Adresse dynamisch vergeben wird und damit st ndig wechselt wie es bei einer DSL Einwahl typischerweise geschieht muss der Server dennoch unter einem konstanten Domainnamen erreichbar sein Einen solchen Dienst stellen sog dynamische DNS Provider zur Verf gung Hierbei sendet der Router nach neuer Einwahl seine aktuelle IP Adresse an den DynDNS Provider der den zuvor registrierten Domainnamen dann mit dieser Adresse verkn pft bzw auf sie verlinkt So kann der Server ber die feste Adresse z B mycafmserver dyndns org erreichbar sein Die folgende Abbildung zeigt die Konfiguration wie sie mit einem handels blichen DSL Router hier Telekom Speedport W 723V vorgenommen werden kann
173. erbefehl Kommando e Variable Status Zustandswert UPnP Template fiir XML Service Description lt xml version 1 0 gt lt scpd xmlns urn schemas upnp org service 1 0 gt lt specVersion gt lt major gt 1 lt major gt lt minor gt 0 lt minor gt lt specVersion gt gt UPnP Forum UPnP Device Architecture 1 1 2008 132 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung lt actionList gt lt action gt lt name gt ActionNamel lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt ArgumentNameInl lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt retval gt lt relatedStateVariable gt StateVariableNamel lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argument gt lt COMMENT Declarations for other in arguments defined by UPnP Forum working committee if any go here gt lt COMMENT If the action acts as a function returning a value the lt retval gt empty element indicates that this argument is actually the function return value Only the first out argument may be tagged as the function return value This type of argument is optional gt lt argument gt lt name gt ArgumentNameOut1 lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt retval gt lt relatedStateVariable gt StateVariableName2 lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt COMMENT gt lt argument gt lt name gt ArgumentNameOut 2 lt name gt lt direction gt out lt direct
174. erden im letzten Kapitel angeschnitten Geb udeautomation GA wird als Werkzeug f r das Bedienen Stellen Schalten Steuern Regeln und berwachen der Technischen Geb udeausr stung TGA definiert F r den Austausch technischer Daten der GA mit CAFM Systemen werden geeignete Schnittstellen gefordert Die Integration von CAFM Funktionalit ten in der GA oder umgekehrt GA Funktionen in CAFM Systemen wird als bereits angewandte Praxis beschrieben Die in GEFMA Richtlinie 400 genannte klare Abgrenzung der beiden Systeme scheint mit dieser Darstellung zu verschwimmen Auch wenn es bei dieser Form der Schnittstellen oder Integration um die Bereitstellung technischer Betriebsdaten und Se Verband Deutscher Ingenieure e V VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 2012 50 3 5 Betrachtung von Normen und Richtlinien Messwerte geht darf die Notwendigkeit der klaren Abgrenzung in Frage gestellt werden Uber eine Aufhebung der strikten Trennung und damit Verschmelzung der Parallelwelten muss diskutiert werden Argumente f r diese Zusammenf hrung sind die Erweiterung von CAFM Systemen um Anlagensteuerungsmechanismen bei Nutzung der gleichen Datenbasis und vorhandener IT Infrastrukturen Nach einer kurzen Einleitung der Darstellung des Anwendungsbereichs sowie normativer Verweise werden in Kapitel 3 Begriffe einige f r diese Arbeit relevante Definitionen getroffen Dazu geh ren Datenpunkte Feldger te und die
175. erf r muss die GLT Software die Daten in geeigneter Form bereitstellen und den Zugriff erm glichen Die in Relation stehenden Datenfelder m ssen aufeinander abgestimmt sein Seitens der CAFM Software die den Austausch ausl t muss ein entsprechender Programmbaustein f r den Datenimport implementiert werden was vom CAFM Hersteller umzusetzen ist Schnittstellenspezifikationen die es anderen Programmen erm glichen auf eigene Daten zuzugreifen nennt man auch APIs Application Programming Interfaces Da es in der Geb udeautomation viele hersteller und produktabh ngige Schnittstellen gibt hat man mit der OPC Schnittstelle OLE for Process Control versucht den herstellerunabh ngigen Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen zu standardisieren 82 May CAFM Handbuch 2013 98 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabh ngige Schnittstellenmodelle 5 1 3 Unidirektionale Kopplung des Feldbus ber webbasierte IP Controller Die folgende Variante beschreibt eine unidirektionale GA Anbindung ber eine globale Schnittstellenl sung zwischen CAFM und webbasiertem Bussystem wie sie in der Praxis durch neue Technologien zunehmend zum Einsatz kommt Kontakt Organizer GIS denne Client WAN DB Zugriff Client LAN DB Zugriff Software Schnittstellen XXX XXX XXX XXX name dyndns org Portweiter Smartphone App www Portumleitung CAFM Server ODBC Router Schnittstelle zur Daten
176. erfahren sondern die Sinuskurve in der N he des Nulldurchgangs manipuliert wird digitale Kommunikation Die Zentrale des gesamten Systems bildet der digitalSTROM Meter dSM eine Art Busmaster der die Kommunikation zwischen den einzelnen digitalSTROM Klemmen im Stromkreis ber das propriet re digitalSTROM Protokoll koordiniert und zus tzlich noch den Stromverbrauch des Raumes bis auf die Ger teebene misst Er wird auf der Hutschiene des Elektroverteilers eingebaut Eine weitere optionale Komponente die das Funktionsspektrum deutlich erweitert ist der digitalSTROM Server dSS Durch ihn wird die Anbindung an das Internet ber XML Extensible Markup Language SOAP Simple Object Access Protocol und TCP IP Protokolle realisiert ber den Server k nnen auch Apps f r die mobile Steuerung bereitgestellt werden Ein 16A Schutzschalter und der digitalSTROM Filter gegen St rungen im Stromnetz komplettieren das Gesamtsystem das im Folgenden abgebildet ist 16A Schutzstecker digitalSTROM Meter digitalSTROM Chip Endger t Q e d m D m wl 20v Sa lt 230V offen yy 16A dS232 ke Cege offen N i 230V daags 230V gt 230V TCP IP XML SOAP digitalSTROM Filter digitalSTROM Server Internet Smartphone Abbildung 37 Kommunikation im digitalSTROM Gesamtsystem nach Aizo AG eigene Darstellung mit Bildmaterial aus Online Produktkatalog Fa Aizo AG Aizo AG Aizo Technologie Sy
177. erien Nr Neu anlegen Import starten Ger te Anlagenbeschreibung Ger tename FMA Codex Heizungssteuereinhe Inventarnummer KA Kategorie Heiztechnik Kennzeichnung AKS kA Modell Name HeatingController Inbetriebnahme kA UDN uuid 0e547a38 a3a6 48df 9c2d 4 Anschaffungskosten kA UPC UPnP EMA Coden HC 2000 Standort Geb ude k A nderung Ger tedaten Baujahr 2012 10 01 Standort Stockwerk kA Speichern Gew hrleistung 60 Monate Standort Raum k A Abbrechen Ger te Anlagensteuerung Steuerungsadresse FMACodexHeatingService contro Aktueller Wert Ein Aus KA nderung Ger testatus Funktion SetDevicePower Maximawert Ein 1 Steuerbefehl newDevicePowerTarget Minimalwert Aus 0 Ausschalten Meldung Datensatz erfolgreich eingef gt Meldung quittieren Abbildung 90 Anlagenmaske nach Import Screenshot der eigenen Entwicklung Die Felder der benutzerdefinierten Attribute sind vorerst leer Angabe k A aber zur Anpassung editierbar F r jedes Objekt kann eine Inventar Nr oder ein Anlagen kennzeichnungsschl ssel vergeben werden Der Aufbau des AKS z B ist vom 190 6 4 Facility Automation durch Integration von GA und CAFM Anwender frei definierbar Oftmals setzt er sich zusammen aus Gewerkek rzel Raumbezug und fortlaufender Nr f r den Fall dass mehrere Ger te des gleichen Typs in einem Raum verbaut sind So w rde beispielsweise der Schl ssel H G1401101 1 eine Heizzentrale in Geb ude 14 1 Stock R
178. ertSQL serviceArgumentList End If Strings f r den n chsten Durchlauf zur cksetzen sqlInsertColumn sqlInsertValue Next Counter hochz hlen argumentCounter argumentCounter xmlArgumentListNode ChildNodes Count End If Bei der serviceStateVariable muss je Eintrag auch die allowedValueRange ausgelesen und importiert werden If n 1 And p 1 And tableName serviceStateTable And columnName Contains allowedValueRange Then For u valueCounter To valueCounter xmlValueRangeNode xmlValueRangeNodeList u Schleife ber Anzahl der Eintr ge For v 0 To xmlValueRangeNode ChildNodes Count 1 Name und Wert auslesen Dim columnValueRangeName xmlValueRangeNode ChildNodes Item v Name Dim valueValueRangeName xmlValueRangeNode ChildNodes Item v InnerText berpr fung ob eine der vorgegebenen Spalten mit dem Eintrag der XML Datei bereinstimmt columnMatch tableName columnValueRangeName Zusammenbau des SQL Statements buildSOL tableName columnValueRangeName valueValueRangeName v Next Next 257 Anhang Counter hochzahlen valueCounter valueCounter 1 End If Next If n 1 And p 1 Then Verkn pfungsfelder mit Prim rschl ssel erg nzen addSQL tableName Daten in Datenbank schreiben If sqlInsertColumn Then Else insertSQL tableName End If Strings f r den n chsten Durchlauf zur
179. es Anlagen En management stehen bereit Aue Ereignismeldungen Abbildung 70 Flussdiagramm Ger teanbindung eigene Darstellung 137 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA nein Empf nger des Datentelegramms mycafmserver dyndns org 3300 Alias f r 123 145 167 189 3300 Ausl sen einer Dat nbankab rage eines Datenbankeintrags oder eines Kl durch CAFM Client Aufbau des Datentelegramms TCP IP Protokoll nach ISO interne i CAFM Client im gt ja Empf nger des Datentelegramms 192 168 000 250 Portumleitung durch Knotenpunkt Router von Port 3300 nach 192 168 000 250 1000 T Interne Weiterleitung durch Knotenpunkt Router nach 192 168 000 250 CAFM Server Steuerbefehl J nein Steuerbefehl auslesen SQL CAFM Server N Datenbankeintrag Datenbankabfrage SQL Steuerbefehl an Device action argument variable d nach 192 168 000 010 Datenbankeintrag erzeugen oder aktualisieren mit Zeitstempel SQL R ckgabe der erzeugten aktualisierten oder abgefragten Datenbankeintr ge HTTP SS Ausgabe auf CAFM Client N a 2 Prozess in Datenbank erfassst Ger tezustand ausgef hrt lt e J Abbildung 71 Flussdiagramm Datenbankabfrage Datenbankeintrag und Ger testeuerung eigene Darstel
180. esse nicht statisch sorgt ein Dienst z B DynDNS fiir einen gleichbleibenden String zur Erreichbarkeit des Servers siehe Kapitel 5 3 2 Die erste Station an der das Telegramm vor einer Schranke steht ist der Router Uber den angegebenen Port wird die Anfrage weiter oder umgeleitet wie in Kapitel 5 3 3 behandelt Am Server angekommen werden die bermittelten Werte als Datenbankeintrag Datenbankabfrage oder Steuerbefehl verarbeitet Der aktuelle Wert des Feldes wird anschlie end dem Client zur ckgegeben Bei der erstmaligen Verwendung eines Endger tes meldet sich der neue UPnP f hige Teilnehmer automatisch im lokalen Netzwerk an und signalisiert seine Existenz Das Verfahren UPnP wird in Kapitel 5 3 4 erl utert Der Kontrollpunkt in diesem Fall der CAFM Server erkennt die einzubindende Komponente und hat Zugriff auf die abrufbereiten XML Dateien die das Endger t zur Verf gung stellt Aufbau und Inhalt sowie Syntax und Semantik dieser Dateien k nnen Kapitel 5 3 5 entnommen werden Der Kopplungs Integrations und Importvorgang kann beginnen 5 3 1 Interner Zugriff vs Fernzugriff Interner Zugriff Lokale Clients befinden sich alle im gleichen lokalen Netzwerk LAN und sind ber einen oder mehrere Switches meist in Routern integriert mit s mtlichen Netzwerkteilnehmern Server und Endger te gekoppelt Datenbankzugriffe und ber den Server koordinierte Steuerbefehle erfolgen also intern ber das LAN Netzwerk Ein
181. et k nftig ab 197 Struktur der relationalen Datenbank Tabellenbeziehungen Anhang I La Struktur der relationalen Datenbank Tabellenbeziehungen anjeamau anjeapio dweysaw H Oaigeugaaigiz A al Aen syuaaqpuas amwoo days snjejsuw wnw xew ajeqquu wnwtuu ayegdnyes anjeAynejep F2Udllepp1 adAjejep Aueuem anjenaiqeue ayeys ajega npejnuew awenaigeuenajep A Ddn amefqozmep A nan al Tanaseq jq jazeysaaivuas awenjuap Jaquinnjuap aaqunnieuas 4 GIsseipa2iap A al P3 q02212p BIQeueAazeyspajejas uolpalip awenquawun6e amp arwenuoipe 4 al awenuolpe 4 arssep22laap A al ysiqquauunbiyeoiuas PUAPII aziswool BunoojJwoo abesnwoo voyd nssgqwoos uoldins2gi001 2wenwoor A aweNndool A uondinsag uiplinq auoo 4 S_ afupinq a awen uiping 4 al T al al Lu00yy3120 100 472120 Gupjing120 Aj saunparoig uW s s0eN U0 gt yunaw jeusjuguu PouagarijONpesjUO jeuajuguw uoIyengpeiuor adfyjuw uonda gt uppenuor ampei uoyjuw jua u07 pe1ju02 Tanuonequasaid ad jpesquo Tangnsquana auopesjuo2 EIERE 4squnnpequor A TaNnadDs al pras eegpequo9 Tanuo2 Tan zpow aweyjapow Taniuedwo gt 3 uondinsagiapou uondinsaql obaze suoudfuedwo Janaunpeynuew auenobaze pue uedwo2 awenAjpuaiy saquinnfiobayer A Ap Auedwio gt ad ja2na
182. et werden Datentelegramme beinhalten neben den Absender und Empf ngeradressen ein Infofeld ein Pr ffeld und Felder mit Nutzdaten z B Kommando Licht an Parameter 1 Helligkeit 80 Absender to rte BE zum kommando parameters parameter Abbildung 33 Aufbau eines LCN Datentelegramms eigene Darstellung Die LCN Module werden ber ihre individuelle Adresse ID identifiziert die zuvor ber eine Konfigurationssoftware zugewiesen wird Diese ID ist jedoch nicht gleichbedeutend zur IP Adresse und somit nicht direkt aus dem Internet ansprechbar Dazu bedarf es einer Kopplung des LCN Bus mit einem PC ber eine entsprechende RS232 Schnittstelle den Buskoppler LCN PK Abbildung 34 Buskoppler LCN PK RS232 Schnittstelle Quelle Online Produktkatalog Fa Issendorff KG Die Visualisierung berwachung und Steuerung ber das Internet wird ber eine serverbasierte Software das LCN GVS Globales Visualisierungssystem realisiert Diese Applikation ist seit Juni 2010 auf dem Markt 7 Issendorff KG LCN Geb udeleittechnik Systembeschreibung 2009 69 4 Technologien 4 1 4 BACnet BACnet steht f r Building Automation and Control network und ist im Vergleich zu den gerade vorgestellten Technologien KNX LON und LCN kein eigenes Bus System sondern ein Netzwerkprotokoll f r die Geb udeautomation Es stellt hersteller unabh ngige Kommunikationsm glichkeiten zwischen Anlagen und Ger ten z
183. etf higer Komponenten ber globales WAN 107 5 2 Bewertung und Vergleich unter Beachtung ma gebender Anforderungskriterien 109 5 2 1 Anforderungskriterien sis 109 5 222 Entscheidungsmatnx 5 Enn denianterses eaa aran ENLA aAA a 112 5 2 3 Vor und Nachteile des gew hlten Modell 113 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung 115 5 3 1 Interner Zugriff vs Fernzugriff aenar ren a a i a a a 116 5 3 2 Dynamic Domain Name System DynDNS bei Fernzugriff 118 5 3 3 Portweiterleitung Portumleitung bei Fernzugriff cccccccescecssceesseeeeseeeees 119 5 3 4 Ger teankopplung via UPnP Universal Plug and Play 122 5 3 5 XML Extensible Markup language suisses os 128 5 4 Wo rkflow Mod lles una Eeer 137 5SSaln ovativ SANTA AS ne sise er issue 139 Praktische Umsetz ng issus tandetsecessdvatedsdonacesicsciuntaindcinecebsdastedudececenischsveandetas 151 6 1 Aufbau des Datenbankmodells ss 151 E Ee eet GE 152 OL 2 Relationen care eek 156 6 2 XML Schema f r UPA P a a ie 160 6 2 1 device EE EE 160 Ee ele RENE 161 6 3 Programmbaustein FMControl ss 172 6 3 1 Aufbau der Importfunktion ss 174 6 3 2 Aufbau der St uerfunktlohss 2 anciens dain sas deeb atone 181 6 3 3 Vorbereitung der Simulation ss 185 6 4 Facility Automation durch Integration von GA und CAFM 187 6 4 1 Ben tzeroberflache une ieh 187 6 4 2 Anlagenimport
184. etzwerk durchsuchen P Datei Bearbeiten Ansicht Extras Organisieren Netzwerk und Freigabecenter Einen Drucker hinzuf gen Ein Drahtlosger t hinzuf gen E e Fr Favoriten 4 Andere Ger te 1 Eigenschaften von FMA Codex Heizungssteuereinheit EU Desktop WW ll e E Downloads Ii FMA Codex Heizungssteuereinheit Netzwerkger t Zuletzt besucht 1 ne eer Codex Heizungssteuereinhei 4 Computer 2 ML 2 3 Bibliotheken 2 Ger tedetails 4 p Bilder A CVB16 A N 7 d Hersteller HotHeat GmbH a Musik http www hotheat de E Videos 4 Drucker 1 Modell HeatingController 7 e ttp www R HP16A4F1 HP Officejet 4500 We a Heininen x Modellnummer HHHC 3000 Plus 8 Computer 4 Multimedia 2 Ger tewebseite http 192 168 0 200 57596 web Gia Netzwerk RN CVB16 Sammlung u Problembehandlungsinformationen S Ser jummer 5316819 4 Netzwerkinfrastruktur 1 een MAC Adresse 99 8e 9c 3c 3d 4e mmm Eumex800V Eindeutige ID uuid 4ae31e5c 6e0c 4b8b abff 4d769a9a5a39 IP Adresse 192 168 0 200 4 Speicher 1 FMACodex Heizungssteuereinheit Kategorien Andere Gerate A Netzwerkadresse WLAN 29431 Abbildung 88 Registrierung eines neuen Ger ts Screenshot der eigenen Netzwerkumgebung S mtliche UPnP Ger te die dem FMA Codex entsprechen sind in einem DropDown Men der Anwendungsoberfl che erfasst Anlegen Importieren Hersteller bitte ausw hlen bitte ausw hlen Modell Nr
185. euartiger und innovativer L sungsansatz Das Konzept soll eine L sung der komfortablen Einbindung Installation und Konfiguration geb udetechnischer Anlagen beinhalten Ger te sollen automatisch erkannt und in das CAFM System integriert werden eine Art Plug and Play auf Netzwerk bzw Anlagenebene Hierbei ist auch zwischen Entwicklungen bzgl Hardware und Entwicklungen bzgl Software zu unterscheiden Anschlie end ist eine praktische Umsetzung durch die Programmierung einer Weboberfl che angestrebt die diese Schnittstellenfunktionen mit Datenbankanbindung demonstriert Damit soll eine Grundlage geschaffen werden um elektrische Verbraucher wie beispielsweise Beleuchtungen Jalousien Pumpen Heizungen oder auch Multimediager te steuern und bei Verf gbarkeit entsprechender Hardware auch das Raumklima regeln zu k nnen ber ein CAFM System webbasiert und datenbankgest tzt Dies l sst sich erweitern auf die Sicherheitstechnik u a die Kontrolle und berwachung mit Kameras und Meldern und andere geb udetechnische Bereiche Dieser L sungsansatz birgt einen weiteren sehr interessanten Aspekt und entscheidenden Vorteil Mit der Datenbankanbindung kann die Aktivit t eines Benutzers bzw der Status eines Objekts in einem Datensatz mit Zeitstempel erfasst und archiviert werden Man spricht dabei von einer sog Historisierung Dies ist in Bezug auf die Betreiberverantwortung ein sehr wichtiges und wesentliches Funktionsme
186. euchte Niederschlag Wind Bewegung Z hlerst nden Betriebsstunden oder Verbrauchswerten Aktoren dienen der teilweise auch messwertabh ngigen Steuerung der anlagentechnischen Komponenten wie Motoren Pumpen Ventile L ftungsklappen oder Schalterstellungen Sensor und Aktor Funktionen sind in der VDI Richtlinie 3813 Blatt 2 Geb udeautomation GA Raumautomationsfunktionen RA Funktionen im Einzelnen spezifiziert Mit entsprechenden Bedien und Anzeigeeinheiten k nnen die Betriebsdaten berwacht und gesteuert werden Da die Webf higkeit derzeit in den DDC GA Komponenten der SC BauNetz Media GmbH Baunetzwissen Elektro Ebenen der Geb udeautomation 2013 26 Verband Deutscher Ingenieure e V VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 2012 41 3 Grundlagen 42 Automationsebene liegt ist f r die weitere Betrachtung eine Pr fung der webbasierten Kommunikationsf higkeit auf Feldebene erforderlich Die nachstehende Abbildung zeigt den Aufbau der Funktionsebenen in eigener Darstellung Managementebene Leitrechner Automationsebene Feldebene POO HOS Css Le Feldbus Elektro Licht Abbildung 13 Funktionsebenen der Geb udeautomation eigene Darstellung mit Bildmaterial aus Online Produktkatalog Fa Sauter AG Nach derzeitigen Definitionen siehe Normen und Richtlinien in Kapitel 3 5 gibt es nur in der Managementebene von der GLT aus Schnittstellen zum Computer Aide
187. ext As String ByVal value As String TEY Inhalt aus Datenbank auslesen cmd CommandText SELECT deviceClass ID deviceClass modelNumber devicec lass manufacturerID FROM deviceClass ORDER BY deviceClass ID Dim modelList As New DataTable dataRea If data model End If Listbo Eintra If preS der cmd ExecuteReader Reader HasRows Then List Load dataReader x f llen und nach Auswahl des Herstellers filtern ListBoxModelNumber DataSource New DataView modelList manufacturerID amp value ID DataViewRowState CurrentRows ListBoxModelNumber DataValueField ID ListBoxModelNumber DataTextField modelNumber ListBoxModelNumber DataBind ListBoxModelNumber Items Insert 0 bitte ausw hlen g selektieren falls Anzeige nach Importvorgang lect True Then Dim selectedItem As DataRow modelList Select manufacturerID amp value amp And modelNumber amp selectedModelNumber amp ListBoxModelNumber SelectedValue selectedItem 0 Item ID ListBoxModelNumber SelectedValue selectedModelNumber End If If preSelect False Then Ausgabe lblMessag Quellcode FMControl einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren Text Liste der Modell Nummern aktualisiert btnMessag End If Catch ex As E If preSelec e Enabled True xception t Fal
188. ficiency lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetFuelConsumption lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retFuelConsumptionStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt FuelConsumption lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt 205 Anhang lt action gt lt name gt GetGasConsumption lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retGasConsumptionStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt GasConsumption lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetHeat ingPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retHeatingPowerTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatingBurner lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetHeatLoss lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retHeatLossStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatLoss lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetHeatOutput lt name gt lt argumentList gt lt argument g
189. folgreich sein wenn diese die gleiche Sprache sprechen Diese Sprache muss sowohl von der Hardware als auch von den bertragungseinrichtungen sowie den Schnittstellen gesprochen und verstanden werden Die Art und Weise des Informationsaustauschs Hein amp Dr Maciejewski Wireless LAN Funknetze in der Praxis 2003 R Merz Hansemann amp H bner Geb udeautomation Kommunikationssysteme mit EIB KNX LON und BACnet 2010 89 4 Technologien wird in sog Netzwerkprotokollen definiert Fur diese Protokolle sind Standards festgelegt die das Kommunikationsverhalten bzw den Austausch von Daten durch Formate und Regeln bestimmen Die Aufgabe von Protokollen ist die sichere Ubermittlung von Datenpaketen zu gew hrleisten Dazu ist eine berpr fung am Ende des Sendevorgangs erforderlich Mit Hilfe einer Pr fsumme kann festgestellt werden ob ein Datenpaket besch digt wurde Ist das Datenpaket erfolgreich bermittelt worden wird dies durch eine Empfangsbest tigung quittiert Bleibt die Empfangsbest tigung aus oder ist das Datenpaket defekt wird das Datenpaket erneut versandt Dieser Vorgang wird so lange wiederholt bis der erfolgreiche Empfang quittiert wird Die Grundlage f r lokale Computernetzwerke und Internetverbindungen ist das sog TCP IP Protokoll das auf dem Ethernet aufsetzt Diesem Protokoll liegt das sog ISO OSI Referenzmodell zugrunde ISO steht dabei f r die International Organization for Standardi
190. g ffnen dbConnection cmd Connection conn cmd2 Connection conn 245 Anhang Tey Inhalt aus Datenbank auslesen cmd CommandText SELECT contactData deviceCategory deviceClass deviceObject deviceObject ID serviceActionList serviceActionList actionName serviceArgumentList serviceStateTable bi DO serviceStateTable stateVariableName FROM deviceCategory INN JOIN contactData INNER JOIN deviceClass ON contactData ID deviceClass manufacturerID ON deviceCategory ID deviceClass categoryID INNER JOIN deviceObject ON deviceClass ID deviceObject deviceClassID INNER JOIN serviceActionList ON deviceClass ID serviceActionList deviceClassID INNER JOIN serviceArgumentList ON serviceActionList ID serviceArgumentList actionNameID INNER JOIN serviceStateTable ON deviceObject ID serviceStateTable deviceObjectID WHERE deviceObject ID amp crit_1 amp AND serviceActionList actionName amp crit 2 amp AND serviceStateTable stateVariableName amp crit_3 amp dataReader cmd ExecuteReader Textfelder f llen If dataReader Read Then If IsDBNull dataReader Item friendlyName Then txtFriendlyName Text k A Else o txtFriendlyName Text dataReader Item friendlyName Bnd IE If IsDBNull dataReader Item categoryName Then txtCategory Text k A
191. g erh hen verringern newCoolingEffieciencyTarget in K hlleistung Zustandswert retCoolingEffieciencyTarget out Leistungsabgabe Zustandswert retPowerOutputStatus out Leistungsaufnahme Zustandswert retPowerlnputStatus out Leistungsstufe erh hen verringern newPowerLevelTarget in Leistungsstufe Zustandswert retPowerLevelTarget out Luftbefeuchtung erh hen verringern newHumidificationTarget in Luftbefeuchtung Zustandswert retHumidificationTarget out Luftfeuchte Zustandswert retHumidityStatus out L ftung Ventilator einschalten ausschalten newVentilationPowerTarget in L ftung Ventilator Zustandswert retVentilationPowerTarget out Massenstrom erh hen verringern newMassFlowRateTarget in Massenstrom Zustandswert retMassFlowRateTarget out Spannung erh hen verringern newVoltageTarget in Spannung Zustandswert retVoltageTarget out Temperatur Au enluft Zustandswert retAirTemperatureOutsideStatus out Temperatur Heizkessel erh hen verringern newBoilerTemperatureTarget in Temperatur Heizkessel Zustandswert retBoilerTemperatureTarget out Temperatur Luftstrom erh hen verringern newVentilationTemperatureTarget in Temperatur Luftstrom Zustandswert retVentilationTemperatureTarget out Temperatur Raumluft Zustandswert retAirTemperaturelnsideStatus out Temperatur R cklauf Wasser Zustandswert retWaterTemperatureReturnStatus out Temperatur Vorlauf Wasser Zustandswert retWaterTemperatureSupplyStatus out Temperatur Wasserspeicher erh hen verringern newWaterReservoirlempe
192. gegen die Geb udeleit technik ber eigene Busleitungen mit Protokollen wie KNX LonTalk oder dem herstellerunabh ngigen BACnet kommuniziert Hieraus leiten sich die M glichkeiten von Schnittstellen zur Steuerung ab Hauptaufgabe ist die Zusammenf hrung der unter schiedlichen Netze hinsichtlich bertragungsprotokollen und medien Bei der gesamten Betrachtung steht aufgrund der Anforderung einer Datenbankanbindung und CAFM Integration die Verwendung einer reinen Computernetzwerktechnologie im Vordergrund Der Gro teil an realisierten Schnittstellenkonzepten dient dem reinen Datenaustausch auf Managementebene Die Erweiterung des Informationsaustauschs von Befehlen zur Steuerung auf Feldebene f hrt zu einer Verschmelzung von Automationsebene und Managementebene Die Steuerzentrale bildet das CAFM System Hinsichtlich Netzwerk f higkeit und Intelligenz werden neue Anforderungen an die Endger te gestellt Der Leitgedanke dabei ist bestehende Techniken und Standards zu nutzen um daraus neue L sungen zu schaffen Der Entwicklungsprozess gliedert sich in folgende Abschnitte e Im ersten Schritt werden verschiedene Varianten der Systemintegration anhand hardwareseitiger Schnittstellenmodelle vorgestellt und analysiert e Unter der Ber cksichtigung ma gebender Anforderungskriterien erfolgt eine Modell bewertung zwecks Pr ferenz der zielf hrenden Variante e Nach Festlegung des Aufbaus und der Netzwerkstruktur wird die technis
193. gement Technische Universit t Kaiserslautern Freiberufliche T tigkeit als selbst ndiger CAFM Berater Promotionsstipendiat und wissenschaftliche Hilfskraft mit Abschluss Lehrstuhl Bauinformatik Facility Management Technische Universit t Kaiserslautern AUSBILDUNG Studium Technische Universit t Kaiserslautern Fachrichtung Bauingenieurwesen Abschluss Diplom Ingenieur TU Ausbildung im Rettungsdienst Arbeiter Samariter Bund Mannheim Abschluss Rettungssanit ter Hohenstaufen Gymnasium Kaiserslautern Abschluss Allgemeine Hochschulreife Grundschule Hohenecken Kaiserslautern ZIVILDIENST Zivildienst Arbeiter Samariter Bund Kaiserslautern 285
194. gene Darstellung ss Cloud Computing eigene Darstellung ss Energieeffizienz durch Geb udeautomation Quelle Siemens Building Technologies cesssccccceeeseesessnseeeeeeeens Funktionsebenen der Geb udeautomation eigene Darstellung mit Bildmaterial aus Online Produktkatalog Fa Sauter AG Integration technischer und kaufm nnischer Prozesse ohne und mit Middleware eigene Darstellung Softwarekomponenten eines CAFM Systems Quelle GEFMA Richtlinie 410 275 Abbildungsverzeichnis Abbildung 16 Abbildung 17 Abbildung 18 Abbildung 19 Abbildung 20 Abbildung 21 Abbildung 22 Abbildung 23 Abbildung 24 Abbildung 25 Abbildung 26 Abbildung 27 Abbildung 28 Abbildung 29 Abbildung 30 276 Buskabel Quelle Online Produktkatalog Fa VOKA 54 KNX Kabel Quelle Online Produktkatalog Fa VOKA 56 Topologie eines KNX Netzwerks nach DIN EN 13321 2 eigene Darstellunes nn ea ala ee 57 Aufbau der Adresse eines KNX Teilnehmers eigene Darstellung genee 20 2 E A 58 Aufbau eines KNX Standarddatentelegramms eigene REH UE 59 Topologie eines KNXnet IP Netzwerks nach DIN EN 13321 2 eigene Darstellung 830 ihnen anne anne 59 KNXnet IP Controller aus dem Wago I O System Quelle Online Produktkatalog Fa Wago
195. globales WAN und die Daten werden mittels SQL Befehlen aus der Datenbank ausgelesen ver ndert oder neu angelegt Der Unterschied zwischen der Client Server Struktur und einer webbasierten L sung liegt in der Programmierung der Benutzeroberflache den bereitgestellten Diensten und verwendeten Protokollen Gleich ist die Datenbankanbindung bzw Datenbankschnittstelle via ODBC Open Database Connectivity welche einen autorisierten Datenbankzugriff erst m glich macht ber die IP Adresse des Servers ist die Datenbank aus dem LAN oder WAN erreichbar unabh ngig ob von einer Applikation oder einem Browser Konkret sendet der lokale oder ferne Client einen SQL Befehl der durch einen Router an die entsprechende IP Adresse des Servers weitergeleitet wird und mit Hilfe der ODBC Schnittstelle die Werte der Datenbank auslesen und oder schreiben kann Aktuelle Werte werden auf dem gleichen Weg an den Client zur ckgegeben um sie in der entsprechenden Maske der Applikation oder dem Browser anzuzeigen Bei diesem Vorgang macht es einen Unterschied ob sich der Client innerhalb des LAN Netzwerks interner Zugriff siehe Kapitel 5 3 1 oder au erhalb des LAN Netzwerks Fernzugriff siehe ebenfalls Kapitel 5 3 1 befindet Der Router muss permanent unter einer gleichbleibenden statischen Adresse erreichbar sein Ist die globale IP Adresse nicht statisch hilft ein dynamischer Domain Name System Eintrag wie z B DynDNS siehe Kapitel 5 3 2 Sofern de
196. gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetLightningPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newLightningPowerTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Light lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetLouverPosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newLouverPositionTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt LouverPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetMassFlowRate lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newMassFlowRateTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt MassFlowRate lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt 217 Anhang lt action gt lt name gt SetOperatingFrequency lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newOperatingFrequencyTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingFrequency lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetOperatingRotationalSpeed lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt na
197. gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Ventilation lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetVentilationTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retVentilationTemperatureTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt VentilationTemperature lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt 212 FMA Codex Service Description scpd xml lt action gt lt name gt GetVoltage lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retVoltageTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Voltage lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetWaterConsumption lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWaterConsumptionStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterConsumption lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetWaterReservoirTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWaterReservoirTemperatureTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterReservoirTemperature
198. gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Heat ingBurner lt name gt lt dataType gt boolean lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 1 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt 6 2 XML Schema fiir UPnP 169 6 Praktische Umsetzung lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Heat Loss lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt HeatOutput lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingPressure lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingTemperature lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Power lt name gt lt dataType gt boolean lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 1 lt maximum gt lt allowe
199. haltigen Geb udebewirtschaftung bei was durch G tesiegel und Zertifikate wie LEED BREEAM oder DGNB bescheinigt und dokumentiert werden kann 15 2 Aufgabenstellung 16 Richten wir den Blick auf die beiden f r Geb udebewirtschaftung und Geb ude automation verwendeten Systeme und deren Zweck CAFM Systeme werden f r die computergest tzte Geb udebewirtschaftung eingesetzt und sind das Handwerkszeug eines Facility Managers Sie dienen der Unterst tzung zur Abwicklung von FM Prozessen Dazu geh ren die Erfassung objektbezogener Daten f r Verwaltung kaufm nnische Abwicklung oder auch Benchmarking und Prozess optimierungen Auch wenn der Trend zu rein webbasierten L sungskonzepten geht basieren die meisten in Deutschland verbreiteten Systeme auf der klassischen Client Server Struktur bei der ein sog Helpdesk als webbasierte Erweiterung dient Oftmals gibt es Datenschnittstellen beispielsweise zu ERP Systemen CAD Systemen oder Kontaktdatenbanken Auch zur GA werden Schnittstellen realisiert aufgrund bisheriger Anforderungen jedoch nur zum unidirektionalen Datenaustausch ohne Steuerungs funktion Als Geb udeautomation bezeichnet man die gesamte MSR Technik mit der geb ude technische Einrichtungen gesteuert werden Die Erfassung von Z hlerst nden Betriebsstunden oder Verbrauchsdaten wird oftmals ber eine Datenschnittstelle an CAFM Systeme zwecks Statistiken und Benchmarks realisiert Die GA beinhaltet auch technis
200. htung Der Leitgedanke dabei ist vorhandene Technologien und Standards zu nutzen um daraus neue L sungen zu schaffen Der vorgestellte L sungsansatz analysiert vergleicht und bewertet unterschiedliche Netzstrukturen dessen Ergebnis als Entscheidungshilfe f r die Modellentwicklung dient Der Plug and Play Gedanke wird durch die Verwendung der bereits standardisierten Netzwerktechnologie UPnP Universal Plug and Play realisiert wof r es der Ausarbeitung und Definition neuer bereitzustellender Datenformate XML bedarf F r die praktische Umsetzung wird eine eigene Datenbankstruktur MS Access zur Simulation eines CAFM Systems entworfen und eine mit VB NET programmierte Benutzeroberfl che erstellt Der entwickelte Programmbaustein FMControl demonstriert das webbasierte Schnittstellen konzept mit Importfunktion und Steuermechanismen Die Ergebnisse dieser Arbeit schaffen die Basis f r die Optimierung im Bereich der webbasierten und datenbankgekoppelten Geb udeautomation Durch die Implementierung der vorgestellten Funktionen des Programmbausteins FMControl k nnen CAFM Systeme zu leistungsstarken Steuerungsinstrumenten f r Geb ude und deren Anlagen ausgebaut werden Abstract English A continuously growing number of buildings are today equipped with modern automation technologies primarily for reasons of comfort and efficiency As a result Building Automation BA has an increasing impact on buildi
201. ichnen diese ger teabh ngigen Eigenschaften das Einzelobjekt durch seine identNumber identName Seriennummer Inventarnummer etc sowie die baseURL e 2 A UDN Angabe des Standorts Auch hier gew hrleistet ein UPC zusammengesetzter Prim rschl ssel von Modellreihe manufactureDate ae warranty und Seriennummer die Eindeutigkeit eines Eintrags retailPrice Die Seriennummer alleine ist nicht ausreichend da startupDate R S mntDate sie auch in anderen Produktreihen auch anderer anes Hersteller vorkommen k nnte roomID Abbildung 73 Tabelle deviceObject Tabelle Servicevariablen serviceStateTable EIERN RE Zu jedem Anlagenobjekt geh ren individuelle ID Variablen die in der Service Description definiert d deviceObjectID z 9 stateVariableName werden Sie beschreiben den Ger testatus und stateVariableValue werden aus den Funktionen Aktionen heraus dataType 5 defaultValue abgerufen bzw ge ndert Anlagenobjekt und wiem Variable bilden den zusammengesetzten Prim r maximum step schlussel sendEvents Abbildung 74 Tabelle serviceStateTable Tabelle Historie history Zur Historisierung der Anlagensteuerung ist die history ID Aufzeichnung einer nderung von Zustandsvariablen stateVariablelD e Sch re erforderlich Sie wird in einer separaten Tabelle timeStamp oldValue erfasst und mit einem Zeitstempel versehen newValue Abbildung 75 Tabelle history 153 6 Praktische Umse
202. ieren Die Konfiguration der Komponenten kann sowohl ber die Schalter selbst als auch ber die via dSS angebundene digitalSTROM Software durchgef hrt werden Die Software steht als Open Source L sung zur Verf gung d h sie kann von Ger teherstellern und Softwareentwicklern beliebig erweitert werden Widmer digitalSTROM Das Internet der elektrischen Ger te 2009 51 Aizo AG digitalSTROM Installationshandbuch 2011 75 4 Technologien Folgende Abbildung stellt das Gesamtsystem schematisch dar und zeigt von links unten beginnend den digitalSTROM Filter den 16A Schutzstecker den digitalSTROM Meter mit angebundenem digitalSTROM Server sowie die im Stromkreis installierten digitalSTROM Klem men hed 22 S A D a Sr al d LI m Abbildung 40 Schematische Darstellung des digitalSTROM Netzes Quelle Aizo AG digitalSTROM Systemiibersicht 2012 Die genaue Funktionsweise des Chips ist als geistiges Eigentum der Aizo AG deklariert und daher nicht ffentlich Die Kommunikation nach au en und zu den einzelnen Ger ten basiert hingegen auf offenen Standards Das Protokoll zwischen dSS und dSM basiert auf dem RS485 Standard das zwischen dSID und Endger ten auf dem RS232 Standard 4 1 6 EnOcean Der Name EnOcean steht f r eine vom gleichnamigen Hersteller entwickelte und patentierte batterielose Funktechnologie Die EnOcean GmbH ist im Jahr 2001 als Ausgr ndung der Siemens AG entst
203. ieren zur cksetzen lb1lMessage Text Bereit btnMessage Enabled False nd Sub t Event nach Klick des Buttons Import Protected Sub btnImport Click ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles btnImport Click Verbindung zur Datenbank aufbauen dbConnection Ausgewahlten Eintrag abfragen Dim Value As String Me ListBoxImportData SelectedValue ToString xXML Dateien auslesen und Werte in Datenbank schreiben importData Value Verbindung zur Datenbank schlie en conn Close Importiertes Ger t ausw hlen und anzeigen showImport End Sub Ikkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk Funktionen KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKKKK KKK XX XX Verbindung zur Datenbank aufbauen Private Sub dbConnection TEY Datanbankverbindung ffnen conn ConnectionString connStr conn Open If preSelect False Then 240 Quellcode FMControl Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessag btnMessage Enabled True End If Catch ex As Exception Text Datenbankverbindung ge ffnet Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren 1blMessag btnMessage Enabled True Bnd Try End Sub Listbox Hersteller aktualisieren Private Sub updateDropDownManufacturer Try Inhalt aus Datenbank auslesen SEL cmd CommandText Text Feher bei Datenbankverbindung ECT
204. iff Integrated Workplace Management System IWMS siehe Kapitel 3 2 dieser Arbeit wonach er dem Verst ndnis eines CAFM Systems nach GEFMA Richtlinie 400 weitgehend entspricht Zum Begriff Geb udeautomation gibt es bereits in der Einleitung der CAFM Richtliniengruppe einen Verweis zur DIN 32736 Geb udemanagement Begriffe und Leistungen siehe Kapitel 3 5 1 Entsprechend dieser Norm werden CAFM Systeme klar von der Geb udeautomation abgegrenzt und gleichzeitig Schnittstellen zu Parallelsystemen als Grunderfordernis deklariert Auch Prof Michael May Leiter des CAFM Arbeitskreises der GEFMA schreibt in dem von ihm herausgegebenen CAFM Handbuch Computer Aided Facility Management bildet einen Schwerpunkt im Informationsmanagement von Immobilien und zugeh rogen Anlagen bei klarer Abgrenzung zur Geb udeautomation und anderen g ngigen IT Anwendungen wie Planungssoftware Office L sungen oder kaufm nnischer Standardsoftware Bei aller Abgrenzung gilt es als ein Grunderfordernis des CAFM beim Aufbau entsprechender nutzerspezifischer Systeme Schnittstellen zu den im Unternehmen bereits eingef hrten benachbarten Systemen im notwendigen Umfang zu entwickeln und zu unterhalten Insbesondere die klare Abgrenzung zur Geb udeautomation wird im weiteren Verlauf dieser Arbeit diskutiert werden Unter den in Richtlinie 400 Kapitel 4 3 CAFM Funktionalit ten aufgez hlten FM Prozessen ist der Bereich MSR Technik g
205. iii 189 6 4 3 Anlagensteuerung inserer 192 7 _ Eazit und Ausblick EE 195 7 1 Fazit dieser Arbeit EE 195 FD PUI SINK nasse nn en RR Main 196 IN KIT 199 La Struktur der relationalen Datenbank Tabellenbeziehungen ssssesssrrsessssessrresese 199 l b FMA Codex Device Description device xml ss 200 l c FMA Codex Service Description scpd xml ss 202 bet Quellcode MEGAN Al 231 IkLiterat rverzeichnis ansehe 269 II e e EE 275 DW Tabellemerzeichnfs suezeugvaeeergekue sEegedee anna ea a ana ann anna 281 V Abk rz ungsverzeichnis issus sascctsscedcosdnnsudevewdssdeaduaseedintendediasasudeceeccsscacecsnusted 283 VI L bensla f s s dassnsiccsnenscutsrsceiwssunn dies anne 285 11 1 Einleitung Wir leben in einer hoch technisierten Welt unser Alltag ist bestimmt durch Technik alles ist miteinander vernetzt das Internet ist l ngst zum Standard geworden und nicht mehr wegzudenken Die Entwicklung bleibt nicht stehen wir sind unaufhaltsam auf der Suche nach neuen innovativen Technologien In der heutigen Zeit ist dieser technische Fortschritt nicht nur in der Computerindustrie dem Bereich der Unterhaltungselektronik der Anlagentechnik oder der Automobilindustrie sondern auch im Segment des Bauwesens und Geb udemanagements zu finden Diese technischen Entwicklungen erleichtern uns den Alltag sowohl im Sinne von Komfort und Sicherheit als auch im Sinne von Wirtschaftlichkeit durch Effektivit t und Effizienz Sie er
206. im Vorfeld einiger Begriffsdefinitionen und Antworten auf grundlegende Fragen Denn was ist z B unter CAFM GLT IT Schnittstellen oder Standards zu verstehen dazu noch webbasiert Wie funktionieren Kommunikationssysteme mit KNX LON oder BACnet Was sind Netzwerktechnologien Wie h ngen W LAN Ethernet IP oder UPnP zusammen Was gibt es schon auf dem Sektor der webbasierten Geb udeautomation was z hlt bereits zum Standard wohin soll die Reise gehen und was ist die Vision Ist die Idee der Steuerung geb udetechnischer Einrichtungen ber CAFM Systeme bereits in einschl gigen Normen und Richtlinien im Ansatz bereits verankert Diese Fragestellungen werden zu Beginn dieser Arbeit behandelt und beantwortet was dem besseren Verst ndnis der darauf folgenden Kapitel dient 14 2 Aufgabenstellung Zu Beginn dieses Kapitels richtet sich der Blick auf die gegenwartige Situation im Bereich des Geb udebetriebs unter dem Aspekt der Anlagenverwaltung und Anlagensteuerung Daraus wird zun chst die Problemstellung abgeleitet worauf die Definition der Zielsetzung mit anschlie ender Beschreibung der angestrebten Vorgehensweise folgt Anlass und Motivation f r diese Arbeit ist die Erkenntnis aus Beobachtungen der Entwicklung neuer Technologien im Bereich der Geb udeautomation Bislang gibt es keine Studien zum Vergleich von Vernetzungsvarianten aus FM Sicht Dabei steckt gro es Potenzial f r CAFM Systeme in solchen Technologiekopplung
207. inzip mit CAFM seitiger Steuerungsm glichkeit Die Funktionalit t des Integrationsmodells war durch die praktische Umsetzung in Form einer Weboberfl che mit Import und historisierter Steuerungsfunktion zu demonstrieren Das entwickelte L sungskonzept der entworfene Standard das Datenbankmodell und der Programmbaustein erf llen alle genannten Anforderungskriterien Das Ziel wurde erreicht Die methodische und analytische Vorgehensweise bei der Modellentwicklung die Bewertung anhand ma gebender Anforderungskriterien mit Hilfe einer Entscheidungs matrix sowie der Aufbau des Datenbankmodells geh ren zu den wissenschaftlichen Elementen der Arbeit Der f r eine Standardisierung notwendige Entwurf der XML Service und Device Descriptions sowie die Anwendungs und Schnittstellenprogrammierung mit VB NET unter der Entwicklungsumgebung Visual Studio sind als Ingenieurleistungen zu betrachten Eine besondere Herausforderung war die Interdisziplinarit t der Aufgabenstellung mit fachspezifischer CAFM Ausrichtung Die L sungsstrategie erforderte die Betrachtung von Methoden und Standards der Bereiche E Technik Informatik und Facility Management Nach dem konzeptionellen Entwurf des Integrationsmodells bestand die Aufgabe darin vorhandene Technologien und Standards zu nutzen um daraus neue L sungen zu schaffen Der Schl ssel und zugleich neuartige Ansatz ist die innovative Kombination aus Geb ude CAFM und UPnP Technologie 195 7 F
208. ion gt lt name gt SetVoltage lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newVoltageTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Voltage lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetVolumeFlowRate lt name gt 220 FMA Codex Service Description scpd xml lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retVolumeFlowRateTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt VolumeFlowRate lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetWaterReservoirTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newWaterReservoirTemperatureTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterReservoirTemperature lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetWindowPosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newWindowPositionTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt WindowPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt actionList gt lt serviceStateTable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt AirConditioning lt name gt lt
209. ion gt lt retval gt lt relatedStateVariable gt StateVariableName3 lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt COMMENT Declarations for other out arguments defined by UPnP Forum working committee if any go here gt lt argumentList gt lt action gt 133 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA lt COMMENT Declarations for other actions defined by UPnP Forum working committee if any go here gt lt COMMENT Declarations for other actions defined by UPnP vendor if any go here gt lt actionList gt lt serviceStateTable gt lt stateVariable sendEvents yes gt lt name gt StateVariableNamel lt name gt lt dataType gt string lt dataType gt lt defaultValue gt Valuel lt defaultValue gt lt allowedValueList gt lt allowedValue gt Valuel lt allowedValue gt lt allowedValue gt Value2 lt allowedValue gt lt allowedValue gt Value3 lt allowedValue gt lt allowedValueList gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt StateVariableName2 lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt default value lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt MinimumValue lt minimum gt lt maximum gt MaximumValue lt maximum gt lt step gt Increment lt step gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt A ARG TYPE StateVariableName3 lt name gt lt dataType gt
210. ion mit dem USB Funkgateway APGO3B USB 102 5 1 Varianten der Systemintegration durch hardwareabh ngige Schnittstellenmodelle Die Software myHomeControl ist nicht webbasiert es handelt sich um eine lokal zu installierende Applikation Als L sungen zur Fernsteuerung sind Tools wie Remotedesktop TeamViewer oder RDSPlus vorgesehen _ un ann man Abbildung 61 Benutzeroberfl che von myHomeControl Quelle BootUp GmbH Aus dieser Situation heraus entstand ein eigenes webbasiertes Tool mit dem es m glich ist dem Funkgateway einen Steuerbefehl zum Ein bzw Ausschalten des Kabelschaltaktors zu senden Die notwendigen Befehle standen nicht zur Verf gung konnten aber beim manuellen Ein und Ausschaltvorgang am USB COM Port abgefangen werden e Ausschaltbefehl A5 5A 6B 05 30 00 00 00 FF FF FF 81 10 2E e Einschaltbefehl A5 5A 6B 05 10 00 00 00 FF FF FF 81 10 OE Das Tool wurde auf einem Webserver installiert und war somit ber eine URL abrufbar und ber den Browser zu bedienen Der Programmbaustein wird Bestandteil der in Kapitel 6 3 programmierten Anwendung FMControl 103 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 5 1 5 Bidirektionale Kopplung netzwerkfahiger Komponenten tiber lokales LAN Die folgende Variante beschreibt eine bidirektionale GA Anbindung Uber das lokale interne Netzwerk LAN durch netzwerkf hige Endger te wie es in der CAFM Praxis noch nicht angewandt wird Kontakt
211. ionen stehen ERP und CAFM Systemen f r kaufm nnische und strategische Prozesse bereit Wonderware Mit Hilfe dieser Software lassen sich verschiedene Systeme der Geb udeautomation zusammenf hren Das Prinzip basiert auf der Verwendung offener Protokolle und Standards Wonderware bildet damit ein einheitliches Steuerungssystem f r geb udetechnische Einrichtungen Diese Schnittstelle erm glicht Verbindungen zu vorhandenen Building Automation Systemen und die Integration mit Geoinformationssystemen GIS dem Energiemanagement oder Komponenten wie L schanlagen Feuermeldern Aufz gen etc zwecks Betriebsdatenerfassung und Reporting sMOTIVE Die Integrationsplattform sMOTIVE Middleware unterscheidet sich von den zuvor genannten Schnittstellenl sungen in einem wesentlichen Punkt es geht um die Integration verschiedener Anwendungen im Bereich des Facility Managements ohne Schnittstellen zur Geb udeautomation Der Leitgedanke ist die ganzheitliche Abbildung s mtlicher Prozesse ber eine einzige webbasierte Oberfl che sMOTIVE ist eine modular aufgebaute Workflowmanagement Software und in der Lage IWMS IPS CMMS und CAFM Prozesse die prinzipiell dem gleichem Schema folgen in einem Portal zu integrieren Hermos Hermos FIS Facility 2013 a Invensys Systems GmbH Wonderware in der Geb udeleittechnik Industrial Operations 2013 31 SMOTIVE sMOTIVE Web Portal 2013 44 3 5 Betrachtung von Normen und
212. ition des Dateipfades der Datenbankdatei Private mdbFilePath As String C inetpub wwwroot FMControl App Data FMControl mdb Definition von Tabellennamen und Relationsfeldern aus der CAFM Datenbank Public tableNameList As String New String 6 4 contactData ompanyName T MM MN deviceCategory eategoryNunber Mu deviceClass modelNumber manufacturerID categoryID deviceObject serialNumber deviceClassID s rvic eActionList actionName d viceClassi1D serviceArgumentList argumentName actionNameID serviceStateTable stateVariableName deviceObjectID Definition des Dateipfades des Connection Strings Private connStr As String Provider Microsoft Jet OLEDB 4 0 amp Data Source amp mdbFilePath Definition des COM Ports nicht f r den Standard vorgesehen nur zu Demonstrationszwecken Private WithEvents Port As SerialPort New SerialPort COM14 9600 Parity None 8 StopBits One Seite laden Protected Sub Page Load ByVal sender As Object ByVal e As System EventArgs Handles Me Load End Sub Form laden Private Sub Forml Load ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles MyBase Load If Not IsPostBack Then Datenbankverbindung ffnen dbConnection cmd Connection conn Auswahlbox Hersteller f llen updateDropDownManufacturer 232 Quellco
213. kt mit dem Adapter verdrahtet der an den seriellen COM Port des Leitrechners angeschlossen ist Die Software interpretiert dann die eingehenden und ausgehenden Datentelegramme des Ports zur Steuerung der Busger te Abbildung 56 RS232 RS485 Converter Quelle Online Produktkatalog Fa Abus Eine weitere Variante des Anschlusses von Busger ten an den Leitrechner ist der Weg ber einen ISA Bus Controller Diese Steckkarte wird an einem freien ISA Slot auf dem Mainboard des Leitrechners verbaut der eine direkte Anbindung des Systembusses an den Leitrechner ber eine RJ 11 Buchse erm glicht ber einen 97 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Dual Port RAM werden die Telegramme zwischen dem Systembus und der bergeordneten Managementebene ausgetauscht Folgende Abbildung zeigt einen ISA Bus Controller der Firma Sauter die den Anschluss des firmeneigenen Systembus novaNet an einen PC erm glicht Abbildung 57 ISA Bus Controller Quelle Online Produktkatalog Fa Sauter F r die Anbindung von Bussystemen an Computernetzwerke werden die beiden zentralen Einheiten der CAFM Server und der Leitrechner ber das lokale Netzwerk miteinander verbunden Die Datenschnittstelle der beiden Stationen wird mit Hilfe der Programmierung von Austauschformaten und bertragungsprotokollen realisiert Die im Leitrechner gespeicherten Werte werden ausgelesen hnlich einer gew hnlichen Datenbankabfrage ber SQL Befehle Hi
214. kurz WWAN autark Dadurch hat man ber das Internet direkten Zugriff auf die Anlagen ohne dass ein zentraler Server ben tigt wird der diese Ger te verwaltet ber eine ger te und 107 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 108 herstellerabhangige Software lassen sie sich von zentraler Stelle aus konfigurieren und steuern Die Kommunikation basiert auch hier auf dem TCP IP Protokoll Der integrierte Web Server erlaubt den Zugriff aus der Ferne Diese Technologie findet nach eigenen Recherchen noch keine Anwendung in den klassischen Gewerken wie Heizungs Klima oder L ftungstechnik Bekannteste Anwendung dieser Technologie sind sog IP Kameras wie sie in der Sicherheits technik zur Uberwachung eingesetzt werden Diese Funktionalit t scheint ein gro er Vorteil dieses Modells zu sein Doch es gibt einen entscheidenden Nachteil eine Komfortanbindung via UPnP ist ber das WAN nicht m glich Konfiguration und aktive Steuerung der Ger te sind zwar ber einen Internetbrowser m glich auch in grafischer Darstellung Doch die Bedienung ber ein an das Netzwerk angeschlossenes CAFM System ist nicht ohne weiteres umsetzbar Eigenschaften und Dienste der Endger te m ssten wie im Modell aus Kapitel 5 1 5 ber eine zu programmierende Importfunktion eingebunden und angepasst werden Doch ohne UPnP werden entsprechende Informationen und Daten nicht automatisiert bereitgestellt 5 2 Bewertung und Vergleich u
215. l der GA wie in Kapitel 3 3 dieser Arbeit Abschnitt Managementebene bereits dargestellt Zwischen Geb udeautomation GA und GLT als integraler Teil der GA wird erst seit der Einf hrung homogener digitaler Komplettsysteme unterschieden Die GLT wurde im Allgemeinen ber einen zentralen Rechner handels blicher PC mit Tastatur 3 Verband Deutscher Ingenieure e V VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 2012 51 3 Grundlagen Bildschirm Protokoll und St rmeldedrucker realisiert und an zentraler Stelle im Geb ude Leitwarte Leitstand oder hnlich aufgestellt w hrend die GA umfassender definiert wird 78 Das letzte Kapitel dieser Richtlinie tr gt den Titel Verkn pfung der Geb udeautomation mit CAFM Software und greift das Kernthema der vorliegenden Arbeit auf Eine CAFM Software wird gleich zu Beginn als ein Werkzeug zur Abbildung mittelbarer Prozesse mit kaufm nnisch organisatorischem Charakter klassifiziert Damit ist schon im Vorfeld zu erkennen dass die Abbildung eines unmittelbaren Prozesses wie eine aktive Steuerung keine Handlungsempfehlung dieser Richtlinie sein wird Sie gibt Aufschluss ber Ansatzpunkte zur Integration auf Managementebene Zusammenf hrung technischer und kaufm nnisch organisatorischer Perspektiven die im Einzelfall zu pr fen seien Eine konkrete Vorgehensweise der Integration bzw deren Pr fung wird nicht aufgezeigt Hauptargument der Integration ist hier
216. lPrice End IE Pr fen ob mit Standort verkn pft If IsDBNull dataReader Item roomID Then txtRoom Text k A txtFloor Text k A txtBuilding Text k A Else Kriterium f r SQL Abfrage definieren crit 4 dataReader Item roomID Inhalt aus Datenbank auslesen cmd2 CommandText SELECT locrefRoom locrefFloor locrefBuilding locrefRoom ID FROM locrefBuilding INNER JOIN locrefFloor INNER JOIN locrefRoom ON locrefFloor ID locrefRoom floorID ON locrefBuilding ID locrefFloor buildingID WHERE locrefRoom ID amp crit_4 amp ge TO ii dataReader2 cmd2 ExecuteReader TEY Textfelder zum Standort f llen If dataReader2 Read Then If IsDBNull dataReader2 Item buildingName Then txtBuilding Text k A Else txtBuilding Text dataReader2 Item buildingName End If If IsDBNull dataReader2 Item floorName Then txtFloor Text k A Else txtFloor Text dataReader2 Item floorName End If If IsDBNull dataReader2 Item roomName Then txtRoom Text k A Else u txtRoom Text dataReader2 Item roomName End If Else Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler bei der Datenbankabfrage 248 Quellcode FMControl btnMessage Enabled True End LE dataReader2 schlie en dataReader2 Close Cat
217. latedField2 tableNamelist 2 1 relatedValue2 tableNamelist 2 2 relatedTable3 tableNameList 0 0 relatedField3 tableNamelist 0 1 relatedValue3 tableNamelist 0 2 linkField tableNameList 6 3 linkField2 tableNameList 3 3 linkField3 tableNameList 2 3 End If Ausf hren wenn einer der F lle eingetreten und exe true ist If exe True Then ID der Relationsfelder auslesen Select Case primaryKey 262 Quellcode FMControl Case 1 Fall 1 die verlinkte Tabelle hat einen einfachen Prim rschl ssel sqlString SELECT amp relatedTable amp ID FROM amp relatedTable amp WHERE amp relatedField amp amp relatedValue amp Case 2 Fall 2 die verlinkte Tabelle hat einen zusammengesetzten Prim rschl ssel sqlString SELECT amp relatedTable amp ID amp relatedTable amp M amp relatedField amp amp relatedTable2 amp amp relatedField2 amp FROM amp relatedTable2 amp INNER JOIN amp relatedTable amp ON amp relatedTable2 amp ID amp relatedTable amp amp linkField2 amp WHERE amp relatedTable amp amp relatedField amp amp relatedValue amp AND amp relatedTable2 amp amp relatedField2 amp amp relatedValue2 amp Case 3 Fall 3 die verlinkte Tabelle hat einen z
218. le 5 und wird mit einem Doppelpunkt nach der IP Adresse angegeben Bei einer reinen Weiterleitung sind der ffentliche Port und der interne Port identisch Eine HTTP Anfrage zur Darstellung einer Webseite z B Ger te URL wird von Port 80 des Routers an Port 80 eines Endger tes weitergeleitet Port 80 ist der Standard f r den HTTP Dienst Konkret w rde eine Anfrage die an 123 145167 189 80 ffentlich adressiert ist an 192 168 000 250 80 intern weitergeleitet werden Abbildung 66 zeigt die Konfiguration wie sie mit dem DSL Router Speedport W 723V vorgenommen werden kann Erleben was verbindet DEE ee eee errr ree eer cere Informationen Speedport W 723V Netzwerk NAT amp Portregein Portregel Portregel hinzuf gen Startseite Vordefinierte Portregein Hier k nnen Sie beliebige Regeln f r die Port Weiterleitung Auswahl d Umleitung oder ffnung Assistent festlegen Vordefinierte Regeln Schrittf r Schritt Regel Definition werden Ihnen unter Auswahl ad angeboten Bezeichnung CAFM Server Konfiguration H Hinweis 3 Bitte beachten Sie dass mit Art der Regel Port Weiterleitung v dem Definieren einer Regel die Netzwerk Betroffenes Ger t eingetragenen Ports ge ffnet werden und so nicht mehr durch G ltig f r Ger t 192 168 000 250 v die interne Firewall Ihres Ger tes gegen Zugriffen aus dem Internet geblockt werden Status Port Ubersicht anzeigen Weitergelei
219. lne Software oder aber ganze Betriebssysteme Die Cloud ist das World Wide Web Cloud Computing bedeutet also frei bersetzt das Internet als PC zu nutzen Die Nutzung von IT Leistungen erfolgt je nach aktuellem Bedarf Uber Datennetze in der Wolke anstatt auf lokalen Rechnern Bei der Bereitstellung von Hardware Software und Serviceleistungen ber das Netzwerk gibt es verschiedene Auspr gungen W hrend beim sogenannten Application Service Providing ASP Anbieter eine auf den jeweiligen Kunden zugeschnittene Applikation offerieren geht Software as a Service SaaS einen Schritt weiter indem Standard Applikationen via Internet einem breiten Publikum zur Verf gung gestellt werden Infrastructure as a Service laaS stellt Rechnerinfrastruktur Rechenkapazit t Speicherplatz ber das Internet bereit w hrend Platform as a Service PaaS Online Entwicklungstools zur Verf gung stellt Cloud Computing ist quasi alles zusammen Weitere detaillierte Informationen liefert der Leitfaden Cloud Computing von BITKOM Bundesverband Informationswirtschaft Telekommunikation und neue Medien e V Die folgende Abbildung zeigt ein Cloud Computing Modell in eigener Darstellung Cloud Computing Cloud Computing Abbildung 11 Cloud Computing eigene Darstellung Silies Cloud Computing Die Zukunft liegt in den Wolken 2012 18 Behaneck Cloud Computing In der Wolke rechnen 2012
220. lowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 60 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WaterConsumption lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WaterReservoirTemperature lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 60 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 40 lt minimum gt lt maximum gt 70 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WaterTemperatureReturn lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WaterTemperatureSupply lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt 229 Anhang lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt WindowPosition lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 10 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt serviceStateTable gt lt scpd gt 230 Quellcode FMControl I d Quellcode FMCont
221. lt action gt lt action gt lt name gt GetBrightness lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retBrightnessTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Brightness lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetConditioningPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retConditioningPowerTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt AirConditioning lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetCoolingEfficiency lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retCoolingEfficiencyTarget lt name gt 203 Anhang lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt CoolingEfficiency lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetCounter lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retCounterStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Counter lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetCurrentConsumption lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retCurrentConsumptionStatus lt name gt
222. lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetWaterTemperatureReturn lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWaterTemperatureReturnStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterTemperatureReturn lt relatedStateVariable gt 213 Anhang lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetWaterTemperatureSupply lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWaterTemperatureSupplyStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterTemperatureSupply lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetWindowPosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWindowPositionTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WindowPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetBoilerTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newBoilerTemperatureTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt BoilerTemperatur lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argum
223. lt specVersion gt lt actionList gt lt action gt lt name gt GetAirTemperatureInside lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retAirTemperatureInsideStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt AirTemperaturelnsid lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetAirTemperatureOutside lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retAirTemperatureOutsideStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt AirTemperatureOutside lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetBoilerPressure lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retBoilerPressureStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt BoilerPressure lt relatedStateVariable gt lt argument gt 202 FMA Codex Service Description scpd xml lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetBoilerTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retBoilerTemperatureTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt BoilerTemperatur lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt
224. lt xml stylesheet href style xsl type text xsl gt Nachdem alle Deklarationen getroffen sind und der Header damit abgeschlossen ist folgt der eigentliche Inhalt der einem hierarchischen Datenspeicher von Namen und Werten gleich kommt Die Struktur gliedert sich in die drei Ebenen Wurzelelement Einzelelemente und Unterelemente Eine XML Datei hat nur ein einziges Wurzelelement f r das gew hlte Beispiel w re es der Sammler Mitarbeiter stammdaten Die Einzelelemente sind mit einzelnen Personen gleichzusetzen und seien als Mitarbeiter bezeichnet Eine ID kennzeichnet die verschiedenen Mitarbeiter um sie bei gleichem Namen unterscheiden zu k nnen Diese ID sei die Personal Nummer In der dritten Ebene folgen die personenbezogenen Eintr ge wie z B Name Vorname Adresse usw mit entsprechenden Werten Die Struktur steht damit fest es folgt die Umsetzung Bart XML Deklaration 2013 129 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Fur den fehlerfreien Aufbau eines XML Dokuments ist die definierte Syntax strikt einzuhalten S mtliche Eintr ge auch engl Tags genannt sind mit einem Namen in Spitzklammern anzugeben Wichtig dabei ist auch das Ende eines Tags zu definieren Dazu gibt man den gleichen Namen mit vorangestelltem Schr gstrich in Spitzklammern an Unterelemente befinden sich jeweils zwischen Start und End Tag Im gew hlten Beispiel w rde sich der Code unter Verzicht von Documen
225. lt name gt newHeat ingPowerTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatingBurner lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetHeatOutput lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newHeatOutputTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatOutput lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetPressureValvePosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newPressureValvePositionTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt PressureValvePosition 167 6 Praktische Umsetzung lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetWaterReservoirTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newWaterReservoirTemperatureTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterReservoirTemperature lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetWindowPosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newWindowPositionTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relate
226. lung 138 5 5 Innovative Standards 5 5 Innovative Standards Um eine reibungslose und herstellerunabh ngige Funktionalit t gew hrleisten zu k nnen die f r s mtliche Mess Steuer und Regeleinheiten der Geb udeautomation MSR Technik Sensoren und Aktoren verwendbar und nutzbar ist bedarf es der Definition von einheitlichen genormten Bausteinen bzw Standards Das Konzept des erarbeiteten Modells beruht bereits auf einer Reihe von Standards wie sie in den vorangegangenen Kapiteln behandelt worden sind die bertragungsmedien Ethernet und WLAN das TCP IP Protokoll der UPnP Standard mit den daf r ben tigten XML Dateien um nur einige zu nennen F r die Kombination dieser Standards und die neue fachspezifische CAFM Ausrichtung und Anwendung sind aber spezielle Vorgaben zu treffen damit Programmierer und Hersteller bei der Entwicklung UPnP f higer Ger te die n tigen Dienste Protokolle und Datenformate implementieren k nnen Konkret geht es um den Aufbau und Inhalt der bereitzustellenden XML Files f r die UPnP Anbindung und die automatisierte Integration in CAFM Systeme Es handelt sich um die Dateien device xml und scpd xml Hinsichtlich der Ger tebeschreibung sind die Definitionen des UPnP Forums aus der Device Architecture f r Ger te der Geb ude automation zu bertragen und zu erg nzen Die Beschreibungen der Dienste hingegen sind entsprechend der neuen Anforderungen anzupassen bzw neu auszurichten Da
227. m Netzwerk zu finden werden sie im DropDown Men im Bereich Importieren angezeigt Nach der Auswahl eines Objekts f llt sich das Feld baseURL automatisch Dieses Feld wird zusammen mit den Attributen der Ger te und Servicebeschreibung importiert Der Informationsbereich dient der Ger te und Anlagenbeschreibung Die angezeigten Felder sind nur eine kleine Auswahl verf gbarer Attribute die problemlos erg nzt werden kann Die Felder der linken Seite sind nicht editierbar da es um Herstellervorgaben handelt Die Felder der rechten Seite spiegeln die benutzerdefinierten Angaben wider vgl Tabelle 8 Der Steuerbereich beinhaltet die vom Hersteller vorgegebenen Ger te und Anlagenservices deren Eigenschaften ebenfalls nicht editiert werden k nnen Die Demoversion beschr nkt sich auf die Ein und Ausschaltfunktion eines Ger ts Sind die entsprechenden Attributwerte zur Beschreibung des Anlagenzustandes vorhanden aktivieren sich die Buttons zur Steuerung 6 4 Facility Automation durch Integration von GA und CAFM 6 4 2 Anlagenimport Einem Import der Device und Service Descriptions geht die Erkennung der UPnP Ger te im Netzwerk voraus Dies l sst sich mit Hilfe der UPnP Developer Tools simulieren In der Windows Netzwerkumgebung werden sie als neues Ger t dargestellt ber einen Rechtsklick kann man sich einige Ger teeigenschaften anzeigen lassen e Bi Z OO Ki Netzwerk gt e N
228. m anderen als Betriebs und Aktorzust nde Target Status Variablen k nnen nur ausgelesen aber nicht direkt beeinflusst bzw aktiv gesteuert werden Target Variablen k nnen nicht nur ausgelesen sondern auch vorgegeben und direkt beeinflusst bzw aktiv gesteuert werden Variablen des Anlagenobjekts lt stateVariable gt lt stateVariable gt lt name gt usage unit Abw rme HeatLoss Status kW Anlage ein aus Power Target Anlaufstrom InitialPower Target A Au enlufttemperatur AirTemperatureOutside Status C 148 5 5 Innovative Standards Beleuchtung ein aus Light Target Betriebsdruck OperatingPressure Status bar Betriebsger usch OperatingNoise Status dB Betriebsstunden OperatingHours Status h Betriebstemperatur OperatingTemperature Status C Bild Videoaufl sung optisch Resolution Target dpi Drehzahl OperatingRotationalSpeed Target 1 min F rderh he OperatingStaticHead Target m F rderleistung PumpbeliveryRate Target m h Frequenz OperatingFrequency Target Hz Gasverbrauch GasConsumption Status m Geschwindigkeit OperatingSpeed Target m s Heizbrenner ein aus HeatingBurner Target Heizkesseltemperatur BoilerTemperature Target C Heizleistung HeatOutput Target kW Helligkeit Brightness Target lumen Kesseldruck BoilerPressure Status bar Klimatisierung ein aus AirConditioning Ta
229. m von XML Dateien stehen s mtliche Informationen zur Einordnung des Gewerkes Kategorisierung z B nach VDMA oder AMEV bereit Damit lassen sich zur Unterst tzung des Anlagen und Wartungsmanagements automatisiert Wartungsgruppen generieren Keine Komponente ger t in Vergessenheit sofern sie einer Wartung unterliegt F r eine korrekte Wartungsgruppenzuordnung k nnen Fehler durch zus tzliche Abfragen beim Import oder Plausibilit ts pr fungen abgefangen werden Eine Komfortanbindung via Universal Plug and Play l sst sich nur in lokalen Netzwerken realisieren Daher ist das gew hlte Modell die einzige Variante die eine komfortable Ger teankopplung via UPnP erm glicht UPnP in der Geb udeautomation darf man als revolution r bezeichnen Es ist die Umsetzung einer Zukunftsvision in der ein enormes und bislang ungenutztes Potenzial steckt 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung In Abbildung 64 wird der Aufbau des gew hlten Modells noch einmal gezeigt um die Zusammenh nge der technischen Umsetzung in den folgenden Unterkapiteln anschaulich beschreiben zu k nnen Kontakt Organizer GIS Pe Client WAN DB Zugriff Client LAN DB Zugriff om Di Software Q E Schnittstellen XXX XXX XXX XXX name dyndns org Portweiter Portumleitung CAFM Server ODBC Smartphone App www Endger te sind aus d
230. me gt newOperatingRotationalSpeedTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingRotationalSpeed lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetOperatingSpeed lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newOperatingSpeedTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingSpeed lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetOperationStaticHead lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newOperationStaticHeadTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingStaticHead lt relatedStateVariable gt 218 FMA Codex Service Description scpd xml lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt Set PowerLevel lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newPowerLevelTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relatedStateVariable gt Level lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt SetPressureValvePosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt newPressureValvePositionTarget lt name gt lt direction gt in lt direction gt lt relate
231. mit wie die Datei verarbeitet werden soll Dazu wird angegeben dass es sich um eine XML Datei handelt mit Angabe der 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung Version Des Weiteren wird mit dem Schl sselwort encoding der Zeichensatz z B ISO 8859 1 oder UTF 8 und mit standalone das Vorhandensein optionaler Dokumenttypdefinitionen angegeben F r die UPnP Funktionalit t kann auf die Document Type Definitions und Style Sheets verzichtet werden da formatierte Textdarstellungen von Ger teeigenschaften und diensten nicht n tig sind Damit w rde die erste Zeile wie folgt aussehen lt xml version 1 0 encoding UTF 8 standalone yes gt Sollten dennoch Document Type Definitions DTD erforderlich sein k nnen sie ber das Schl sselwort IDOCTYPE im XML Dokument selbst oder durch Verweis auf eine zus tzliche Datei definiert werden Bei der internen Deklaration muss der Name der DTD identisch zum Namen des Wurzelelements sein Die entsprechende Zeile w re lt DOCTYPE Name DTD gt oder lt DOCTYPE Name SYSTEM Name dtd gt Der Vollst ndigkeit halber sei noch die Deklaration eines Style Sheets behandelt Die Textdarstellung Schriftstil kann mit Hilfe des Cascading Style Sheets CSS formatiert werden was in einer separaten XLS Datei gespeichert ist Auf diese Datei wird mit dem Schl sselwort href verwiesen unter Angabe des Dateityps Die Deklaration w rde lauten
232. n echtes vollst ndig webbasiertes CAFM System in Deutschland anbieten Meist ist nur ein sog Helpdesk die einzige ber einen Internetbrowser nutzbare Webfunktion Bei einem webbasierten CAFM System wird neben der Datenbank lediglich ein Internetbrowser zum Eingeben und Abrufen der Daten ben tigt die lokale Installation einer Applikation auf dem Client entf llt Durch Eingabe der entsprechenden Web Adresse URL kann die Oberfl che des CAFM Systems wie eine beliebige Website ge ffnet werden Die Kommunikation erfolgt ber ein firmenweites Intranet Local Area Network oder ber das weltweite Internet Wide Area Network Die folgende Abbildung zeigt eine webbasierte L sung in eigener Darstellung Web Client Browser Web Client Browser Web Client Browser Web Client Browser Abbildung 10 Webbasierte L sung eigene Darstellung In j ngster Zeit erfreut sich eine dritte Variante immer gr eren Zuspruchs deren Einfluss auch Auswirkungen auf CAFM Systeme haben wird das neue IT Trendthema Cloud Computing Im Vergleich zur webbasierten L sung werden statt eines vom Nutzer betriebenen Servers komplette und bedarfsorientierte IT Infrastrukturen in Form virtueller Rechen Netzwerk und Speicherkapazit ten Software oder Dienstleistungen bereitgestellt 3 2 CAFM Systeme IWMS Grundgedanke des Cloud Computing ist dass alle Anwendungen und Daten im Web bereitgestellt werden ob einze
233. n Datenhaltung Wirtschaftlichkeit durch Integration von Management und Automationsebene Sicherheit und Schutz vor unautorisiertem Zugriff Datenbankbasierte Historisierung Automatisierte Generierung von Wartungsgruppen Einfache Struktur des Workflows Zeilenweise Summe ST ES GT ee PEE EE EEE pee EL fo son ome om om is om oe om fe Tabelle 4 Entscheidungsmatrix Die zuvor genannten Anforderungskriterien sind in der Matrix als zutreffend x oder nicht zutreffend gekennzeichnet und werden entsprechend ihrer Gewichtung bewertet In Summe k nnen 20 Punkte erreicht werden Dabei entspricht ein Bewertungspunkt 5 Prozentpunkten Die Gewichtung ist in der letzten Zeile in Prozent angegeben in Summe 100 Die letzte Spalte summiert die Prozentpunkte je Variante zeilenweise auf 5 2 Bewertung und Vergleich unter Beachtung ma gebender Anforderungskriterien Zur Auswahl stehen die Varianten aus den Kapiteln 5 1 2 bis 5 1 6 e Unidirektionale Kopplung des Feldbus ber lokale Schnittstellenl sung e Unidirektionale Kopplung des Feldbus ber webbasierte IP Controller e Bidirektionale Kopplung des Feld Funkbus ber lokalen USB COM Port e Bidirektionale Kopplung netzwerkfahiger Komponenten ber lokales LAN e Bidirektionale Kopplung internetf higer Komponenten ber globales WAN Die Auswertung zeigt ein eindeutiges Ergebnis Mit der 100 igen Erf llung der geforderten Kriterien ist die Variante der bidirektionalen
234. n frei programmierbaren Chip dem sog Neuron verf gen siehe Abbildung 23 Jeder Chip besteht aus drei CPU Kernen der Media Access CPU zur Kontrolle der physikalischen Verbindung zum Netzwerk der Network CPU zur Kodierung und Dekodierung der Netzwerknachrichten und der Application CPU mit der vom Anwender programmierten Software In diesen Anwendungsprogrammen steckt die eigentliche Intelligenz eines Knotens e LonMark International LON Archieves ISO IEC Standardization 2008 61 4 Technologien Die Abbildung zeigt den Aufbau eines Neuron Chips in eigener Darstellung auf Basis des Fachbuchs LON Technologie von Dietrich Loy amp Schweinzer Sensoren Aktoren Ein Ausgabe Baugruppe Neuron Chip 3120 oder 3150 inkl Speicher ext Speicher Transceiver nur f r 3150 Netzwerk Medium Twisted Pair Powerline Funk Abbildung 23 Aufbau eines Neuron Chips nach Dietrich Loy amp Schweinzer LON Technologie 1998 eigene Darstellung Diese Ger te k nnen ber verschiedene Ubertragungsmedien wie Zweidrahtleitung Funk Lichtwellenleiter Powerline oder auch ber IP miteinander verbunden werden Als Verbindungskabel f r die einzelnen LON Knoten dient in der Regel ein 4 adriges Kabel vom Typ JY St Y 2x2x0 8 wobei zwei Adern f r den LON Bus und zwei weitere f r die Spannungsversorgung von passiven LON Ger ten verwendet werden Abbildung 24 Abbildung 25 Raumcontroller mit
235. nMessage Enabled True dataReader schlie en dataReader Close conn Close Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Steuerbefehl gesendet Fehler bei der Historisier ng btnMessage Enabled True End Try End Sub End Class 267 Literaturverzeichnis II Literaturverzeichnis Aizo AG November 2011 digitalSTROM Installationshandbuch Schlieren Schweiz Aizo AG 2012 Aizo Technologie System Abgerufen am 10 Januar 2013 von www aizo com http www aizo com de technologie tech_system php Aizo AG 2012 digitalSTROM System bersicht Abgerufen am 10 Januar 2013 von www digitalstrom com http www digitalstrom com System UEbersicht Arbeitskreis Maschinen und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen AMEV 2005 Hinweise f r Planung Ausf hrung und Betrieb der Geb udeautomation in ffentlichen Geb uden Berlin ASHRAE SSPC 135 2013 Overview Abgerufen am 06 Januar 2013 von www bacnet org http www bacnet org Overview index html Bart J 2013 XML Deklaration Abgerufen am 28 Dezember 2012 von www selfxml de http www selfxml de index php deklaration BauNetz Media GmbH 2013 Baunetzwissen Elektro BACnet Bussystem Abgerufen am 12 Januar 2013 von www baunetzwissen de http www baunetzwissen de standardartikel Elektro_BACnet Building Automation and Control network_153116
236. ndlagen Gebdudeautomation Normen Richtlinien N n AFM System baud Die Roll Facility Management C Systeme Geb udeleittechnik ie Rolle des Internets unalliteratur Phase 4 Technologien D Genormte BUS und Funk BUS Technologien EE RES und Netzwerktechnologien Phase 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GLT Analyse von Bewertung und Aufbau des Workflow Modell AE Varianten Vergleich Modells Vor und Nachteile Phase 6 Praktische Umsetzung Programmierung der Applikation Aktives Facility Management durch Aufbau des Datenbank modell FMControl Integration in CAFM Systeme Phase 7 Fazit und Ausblick Fazit dieser Arbeit Ausblick Abbildung 3 Phasenmodell eigene Darstellung 23 3 Grundlagen In diesem Kapitel werden Grundlagen Begriffe und Definitionen erl utert deren Bedeutungen im weiteren Verlauf dieser Arbeit als bekannt vorausgesetzt werden 3 1 Facility Management Was versteht man unter Facility Management In der Literatur finden sich zahlreiche Definitionen was ein Indiz f r die Anwendungsvielfalt ist und die verschieden Sichtweisen widerspiegelt Der Deutsche Verband f r Facility Management e V GEFMA beschreibt den Begriff wie folgt Facility Management ist die Betrachtung Analyse und Optimierung aller kostenrelevanten Vorg nge rund um ein Geb ude ein anderes bauliches Objekt oder eine im Unternehmen erbrachte Dienst Leistung die nicht zum Kerngesch f
237. ners der GLT mit dem CAFM System vereint Dieses ist ber ein Computernetzwerk mit den Clients verbunden Der Zugriff der Clients erfolgt webbasiert ber den Internetbrowser Anlagedaten geb udetechnischer Einrichtungen werden bei der Installation nach dem Plug and Play Prinzip automatisch erfasst und sp ter durch Informationen aus der IP basierten und bidirektionalen Kopplung automatisch aktualisiert und gepflegt Der aktive Datenaustausch erfolgt ber das Computernetzwerk separate Busleitungen entfallen 21 2 Aufgabenstellung 22 2 4 Vorgehensweise Die Vorgehensweise wird mit einem Phasenmodell beschrieben das sich in der Struktur der einzelnen Kapitel widerspiegelt S mtliche der sich aus den einzelnen Schritten ergebenden Fragestellungen sollen dabei aus FM Sicht beantwortet werden Das Phasenmodell ist wie folgt aufgebaut Nach einem kurzen berblick ber die Grundlagen von CAFM Systemen der Geb udeautomation und der in diesem Zusammenhang ma gebenden Entwicklung des Internets stehen themenbezogene Normen und Richtlinien im Fokus der Betrachtung Sie werden auf Definitionen oder Handlungsempfehlungen hinsichtlich Schnittstellen zur Steuerung geb udetechnischer Anlagen hin gepr ft Im n chsten Schritt wird eine Auswahl g ngiger Technologien in der Geb udeautomation und der Daten bertragung in Computernetzwerken vorgestellt Es werden Grundlagen vermittelt die zum Verst ndnis des weiteren Vorgehens no
238. nete Leistungen e Geb udemanagement o Technisches Geb udemanagement o Infrastrukturelles Geb udemanagement o Kaufm nnisches Geb udemanagement e Umbau Nutzungs nderung e Sanierung Modernisierung Wertverbesserung Abbildung 4 Gliederung nach GEFMA Richtlinie 100 eigene Darstellung E a n x Q n gt N 0 TD gt Hs 2 0 O u 0 TD 0 LE 2 lt 0 2 D U N German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 100 1996 27 3 Grundlagen Nutzen des Facility Managements e Langfristiger Erhalt und Erh hung von Verm genswerten e Verringerung der geb ude und servicebedingten Kosten e Entlastung des Managements und der Mitarbeiter in Sekund rprozessen e H here Zufriedenheit durch optimale Arbeitsplatzgestaltung e H here Produktivit t des Unternehmens Grunds tze des Facility Managements e Uberspannung des gesamten Lebenszyklus von Facilities e Integration einzelner Serviceleistungen zu einem FM Prozess e Facility Management als Schnittstelle zum Kerngesch ft Prozessorientierung des Facility Managements e Festlegung von unmissverst ndlichen Anforderungen an das FM durch den Kunden e Vereinbarung von Service Levels und Messgr en e Geplante gesteuerte und beherrschte Facility Prozesse durch den Dienstleister e Ergebnisse entsprechen den Merkmalen der Kundenanforderungen e Nutzenzuwachs f r den FM Kunden und Steigerung der Kun
239. ng construction and operation Building automation systems are in many cases linked to a central computer via bus cabling and operated centrally They are controlled with the help of sensors and ASls CAFM systems the most important IT tools of facility managers are increasingly being deployed to operate buildings efficiently and securely In this case the same building automation services are processed a second time to administer them within the scope of an equipment and maintenance management concept Today web based database integrated control of these systems directly through a CAFM system is not available Relevant standards and guidelines do not provide any information about tangible coupling mechanisms between building automation and CAFM for controlling building automation systems and there is a lack of network models and concepts for feasible solutions The following paper will attempt to address this problem It will examine how building automation systems and convenient central controls can be integrated into CAFM systems The focus of the thesis will be on aspects of innovative networking models deploying system data together with import functions as well as the feature of a browser based systems operation The guiding principle here is to utilize existing proven technologies and standards to create new solutions This approach to finding a solution will analyze compare and evaluate various network configurations and the resul
240. ngesetzt um auch lokale IP Netzwerke und das Internet f r die bertragung von KNX Telegrammen benutzen zu k nnen Das Datentelegramm ist in das TCP IP Telegramm eingebettet detaillierte Informationen zum Netzwerkprotokoll TCP IP siehe Kapitel 4 2 4 Auf diese Weise k nnen KNXnet IP Router alternativ zu KNX Linien oder Bereichskopplern eingesetzt werden wie Abbildung 21 zeigt Mit der Nutzung der vorhandenen Ethernet Verkabelung wird die normale KNX Bereichslinie durch eine schnelle Linie auf Ethernetbasis ersetzt Das IP Netzwerk stellt einen Hoch geschwindigkeitsersatz f r die Bereichslinie dar und verbindet die KNX Subnetze Ethernet KNXnet IP KNXnet IP KNXnet IP KNXnet IP IP Netzwerk Router Router Router Router F Abbildung 21 Topologie eines KNXnet IP Netzwerks nach DIN EN 13321 2 eigene Darstellung KNX Association KNX Standard Kommunikationsmedien 2013 7 Deutsches Institut f r Normung e V DIN EN 13321 2 2012 59 4 Technologien 60 In dieser Grafik sind die gleichen Ger te wie in Abbildung 18 mit KNXnet IP Routern verbunden die wiederum alle mit demselben IP Netzwerk gekoppelt sind Datentelegramme der Subnetze werden als Teil von TCP IP Telegrammen ber das IP Netzwerk zu einem oder mehreren Ger ten gleichzeitig bertragen Sofern die Filterkriterien erf llt sind bertragen die KNXnet IP Router als Empf nger der IP Telegramme die Inform
241. ngezogen Zus tzlich sind sie mit einem Faktor versehen der die Gewichtung des Kriteriums mit einer Punktebewertung widerspiegelt und eine objektive Priorisierung erm glicht e Reines Computernetzwerk Bei der gesamten Betrachtung steht aufgrund der Anforderung einer Datenbank anbindung bei der Integration von GA und CAFM die Verwendung eines reinen Computernetzwerks im Vordergrund Bewertet werden Modelle ohne separaten Feldbus Dieses Auswahlkriterium wird mit 3 Punkten gewichtet e Webbasierte Steuerung Wichtigster Faktor ist die M glichkeit der ger teunabh ngigen und gewerke bergreifenden Steuerung der Feldger te Generell l sst sich eine Webf higkeit aus technischer Sicht berall realisieren doch meist nur durch Einzell sungen 109 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 110 und keiner Standards Hier wird die standardm ige Webf higkeit bewertet Dieses Auswahlkriterium wird mit 3 Punkten gewichtet Komfortable Ger teankopplung via UPnP Die innovative und neuartige Variante der Verwendung des UPnP Standards im Bereich des Computer Aided Facility Managements und der Geb udeautomation ist ein weiterer ma geblicher Faktor der Bewertung Dieses Auswahlkriterium wird mit 3 Punkten gewichtet Kabellose Einbindung via WLAN Ein weiteres Kriterium ist die kabellose Einbindung der Endger te in die CAFM Umgebung via WLAN Zur direkten Kopplung an den CAFM Server k nnen nicht immer und berall Kab
242. ngs Anwendungs SNMP DNs SMTP FTP HTTP schicht schicht Kommunikations schicht Transport Transport ICMP IGMP Netzwerk Internet schicht schicht Sicherungs zu Netzwerk zugangs schicht ATM prame Token Ring Ethernet Relay Physikalische Schicht Abbildung 52 TCP IP Protokoll auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells eigene Darstellung e Anwendungsschicht Funktionen f r Anwendungen sowie die Dateneingabe und ausgabe e Darstellungsschicht Umwandlung der systemabh ngigen Daten in ein unabh ngiges Format e Kommunikationsschicht Steuerung der Verbindungen und des Datenaustauschs e Transportschicht Zuordnung der Datenpakete zu einer Anwendung e Netzwerkschicht Routing der Datenpakete zum n chsten Knoten e Sicherungsschicht Segmentierung der Pakete in Frames und Hinzuf gen von Pr fsummen e Physikalische Schicht Umwandlung der Bits in ein zum Medium passendes Signal und physikalische bertragung 91 4 Technologien Wie l uft nun der Datenaustausch konkret ab und welche Informationen beinhaltet das TCP IP Protokoll Folgende Grafik zeigt den schematischen Aufbau bzw Ablauf nach Furrer in eigener Darstellung oo eee pete eu 7 Abbildung 53 Geschachteltes Protokoll f r die TCP IP Schichten nach Furrer Industrieautomation mit Ethernet TCP IP und Web Technologie 2003 eigene Darstellung Je nach Anwendung werden Datenanfragen generiert wie z
243. ngsfreie Stromversorgung sichergestellt werden 113 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 114 Der Betrieb Uber ein an das Internet angebundenes Computernetzwerk birgt auch Risiken bzgl Hackerangriffen und Manipulation der Geb udetechnik Da Sensoren und Aktoren ber das WAN erreichbar sind werden hohe Sicherheits anforderungen an das System gestellt Durch Ma nahmen wie VPN Zugang Firewall Portfreigaben umleitungen Rechtevergabe und authentifizierten Login kann die Sicherheit gew hrleistet werden Auswahlkriterium was aber einen erh hten Aufwand bei der Installation eines Ger tes verursacht Nachteil im Vergleich zu einer Feldbus L sung Vorteile Das gew hlte Modell bietet die besten Voraussetzungen einer innovativen CAFM basierten Steuerung von geb udetechnischen Steuereinheiten Die Netzwerkstruktur und das webbasierte CAFM System erf llen zusammen mit den netzwerkf higen Sensoren und Aktoren alle Anforderungen Die Kommunikation erfolgt ausschlie lich ber das Computernetzwerk Diese Eigenschaften bietet zwar auch das L sungsmodell in Kapitel 5 1 6 doch die gew hlte Variante hat einen entscheidenden Vorteil Die Endger te werden nicht ber das Internet sondern ber das lokale Netzwerk in die CAFM Umgebung eingebunden Damit l sst sich die Integration auch via WLAN mit automatischer Adressvergabe durch DHCP realisieren Durch die automatisierte bermittlung von Anlagenattributen in For
244. nologie 1998 64 4 1 Bussysteme Eine technische Voraussetzung f r ein funktionierendes LON Netzwerk ist die Interoperabilit t das problemlose Zusammenarbeiten verschiedener Ger te unterschiedlicher Funktionen und Hersteller was durch die Organisation LonMark International mit einer Zertifizierung von neuen Ger ten sichergestellt wird Mit dem Einsatz von LON IP Routern lassen sich LON Netzwerke ber Ethernet IP integrieren Das Ethernet wird so als Backbone Haupt bertragungsleitung verwendet mit dem sich auch ferne Teilnehmer vernetzen lassen Die Router senden Datenpakete aus LON Netzwerken ber Ethernet IP Kan le Abschluss widerstand LON IP Router LON LON Ethernet IP Router IP Router Abschluss Abschluss widerstand widerstand Abbildung 28 LON Topologie beim Einsatz von IP Routern eigene Darstellung LON IP Router sind Systemger te zur Vermittlung von Paketen zwischen einem Netzwerk Segment und einem IP Netzwerk Einige Modelle haben auch einen eingebauten Webserver zur Konfiguration ber das Internet Es gibt eine Vielzahl an LON zertifizierten Ger ten und Herstellern 65 4 Technologien 66 Folgende Abbildung zeigt einen IP Router der Firma Loytec electronics GmbH EIA709 IP router Abbildung 29 LON IP Router Quelle Online Produktkatalog Fa Loytec Auf Managementebene gibt es f r LON Systeme eine Vielzahl an hersteller abh ngigen Softwareprodukten Als Beispiel
245. nter Beachtung ma gebender Anforderungskriterien 5 2 Bewertung und Vergleich unter Beachtung ma gebender Anforderungskriterien F r die Auswahl eines der in Kapitel 5 1 vorgestellten Modelle sind Anforderungskriterien im Sinne von Mindestanforderungen zu treffen und zu bewerten Eine Entscheidungsmatrix soll bei der Auswertung helfen Abschlie end werden Vor und Nachteile des gew hlten Modells er rtert Grunds tzlich soll das Modell folgende Eigenschaften haben Die Kommunikation ber ein reines Computernetzwerk ist obligatorisch Als webbasierte Zentrale dient der CAFM Server um die Summe aller Anlagen verwalten zu k nnen Gateways k nnen entfallen wenn netzwerkf hige Sensoren Aktoren Endger te vorhanden sind Eine Komfortanbindung via Plug and Play soll m glich sein der Schl ssel ist UPnP Dadurch k nnen Informationen automatisiert f r den Datenbankimport und zur CAFM seitigen Steuerung zur Verf gung gestellt und bermittelt werden Hierf r wird die Definition von Protokollen bzw bereitzustellender XML Dateien erforderlich Alle Ger te m ssen auch weiterhin herk mmlich manuell bedient werden k nnen Weitere Anforderungs kriterien sind Netzstrukturoptimierung Sicherheit Wirtschaftlichkeit Historisierung Hilfsfunktionen f r das Anlagen und Wartungsmanagement sowie einfache Prozessketten 5 2 1 Anforderungskriterien F r die Bewertung wurden die 10 wichtigsten Aspekte in Bezug auf die Zielsetzung hera
246. ocrefFloor ID und locrefRoom floorID e Beziehung zwischen Raum und Anlagenobjekt In einem Raum k nnen mehrere Anlagenobjekte installiert sein Der Standort eines Ger tes kann aber durch nur einen Raum beschrieben sein Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern locrefRoom ID und deviceObject roomID Abschlie end ist noch einmal kritisch zu pr fen ob die drei Normalformen im Datenbankentwurf konsequent eingehalten sind e Pro Datenfeld ist maximal ein Wert enthalten d h alle Attribute weisen nur einfache Attributwerte auf und sind damit atomar Dabei werden mehrere W rter in einem Datenfeld als ein Wert vom Typ String betrachtet Damit ist die 1 Normalform erf llt 158 6 1 Aufbau des Datenbankmodells Die Relationen befinden sich in der 1 Normalform und s mtliche Nicht Schl ssel Attribute sind vom jeweiligen Prim rschl ssel voll funktional abh ngig Der Anlagenkennzeichnungsschl ssel oder das Datum der Inbetriebnahme z B sind vom zusammengesetzten Prim rschl ssel und damit dem Anlagenobjekt voll funktional abh ngig Damit ist die 2 Normalform erf llt Die Relationen befinden sich in der 2 Normalform und keines der Nicht Schl ssel Attribute folgt aus einem anderen Nicht Schl ssel Attribut Dies k nnte man zwar im Falle der Postleitzahl in Frage stellen da aus diesem Attribut der Ort folgt Doch global betrachtet kann diese PLZ in anderen L ndern f r andere Orte stehen Ebenso unkritis
247. ogic Byron Informatik AG Byron BIS conject AG conjectFM EBCsoft GmbH VITRIcon decon Deutsche Energie Consult GmbH deconFM eTASK Service Management GmbH eTASK FM Portal EuSIS GmbH sMotive Web Portal IBM Deutschland GmbH IC information company IBM TRIRIGA iffm Institut fur Facility Management GmbH iffmGIS IMS Gesellschaft f r Informations und Managementsysteme mbH MS wale Ke ler Real Estate Solutions GmbH FAMOS Loy amp Hutz visualFM Loy amp Hutz Waveware N P Informationssysteme GmbH SPARTACUS Nemetschek Allplan Systems GmbH Allplan Allfa pit cup GmbH pit FM Planon GmbH Planon Enterprise Solution Tabelle 1 GEFMA zertifizierte CAFM Unternehmen und Software Quelle GEFMA Richtlinie 940 Eine vollst ndige Auflistung von GEFMA zertifizierten CAFM Softwarel sungen ist in der GEFMA Richtlinie 940 zu finden Diese Markt bersicht erscheint in einer j hrlich ver ffentlichten Sonderausgabe des Fachmagazins Der Facility Manager 14 German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 940 2012 34 3 2 CAFM Systeme IWMS Richten wir den Blick auf die technischen und infrastrukturellen Eigenschaften von CAFM Systemen Die Anwendungen m ssen multiuserf hig sein also einen gleichzeitigen Zugriff mehrerer Benutzer von unterschiedlichen Orten auf die gleiche Datenbasis erm glichen Im klassischen Fall ist die Netzwerkstruktur als Client Server L sung aufge
248. on Geb ude automation und CAFM Systemen 6 4 1 Benutzeroberflache Die Benutzeroberflache von FMControl wird ber den IIS Manager bereitgestellt und ist Uber eine eigene URL erreichbar Die Anwendung wird im Browser wie folgt angezeigt FIMCONTROL wars mresrareo EMA Con UPNP READY c by AG Flache Ger t Anlage z Wartung Vertrag Firma Ger t Anlage Ausw hlen Anlegen Importieren Hersteller bitte ausw hlen Hersteller bitte ausw hlen Modell Nr Modell Nr Gerateadresse Serien Nr Serien Nr Ausw hlen Neu anlegen Import starten Ger te Anlagenbeschreibung Ger tename Inventarnummer Kategorie Kennzeichnung AKS Modell Name Inbetriebnahme UDN Anschaffungskosten UPC Standort Geb ude nderung Ger tedaten Baujahr Standort Stockwerk Speichern Gew hrleistung Standort Raum Abbrechen Ger te Anlagensteuerung Steuerungsadresse Aktueller Wert Ein Aus nderung Ger testatus Funktion Maximawert Ein Einschalten Steuerbefehl Minimalwert Aus Ausschalten Meldung Bereit Meldung quittieren Abbildung 87 Webbasierte Benutzeroberfl che von FMControl Screenshot der eigenen Entwicklung Der prinzipielle Aufbau sieht vor die Prozesse des Fl chen Anlagen Wartungs und Vertragsmanagements sowie eine Kontaktdatenverwaltung abbilden zu k nnen Daf r sind die Men bereiche Fl che Ger t Anlage Wartung Vertrag und Firma angelegt Der Protot
249. on gt lt name gt Get PowerOutput lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt ret PowerOutputStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt PowerOutput lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetPressureValvePosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retPressureValvePositionTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt PressureValvePosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt Get PumpDeliveryRate lt name gt 211 Anhang lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retPumpDeliveryRateTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt PumpDeliveryRate lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetResolution lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retResolutionTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Resolution lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetVentilationPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retVentilationPowerTarget lt name
250. ontrol Event nach Klick des Buttons Speichern Protected Sub btnSave Click ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles btnSave Click Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Diese Funktion steht in der Demoversion nicht zur Verf gung btnMessage Enabled True nd Sub ti Event nach Klick des Buttons Neu anlegen Protected Sub btnNew Click ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles btnNew Click Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Diese Funktion steht in der Demoversion nicht zur Verf gung btnMessage Enabled True Textfelder r cksetzen Button Neu anlegen deaktivieren txtNewManufacturer Text Hersteller txtNewModelNumber Text Modell Nr txtNewSerialNumber Text Serien Nr btnNew Enabled False End Sub Event nach Klick des Buttons Einschalten Protected Sub btnPowerOn Click ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles btnPowerOn Click Pr fe ob EnOcean Gateway am COM Port nicht f r den Standard vorgesehen nur zu Demonstrationszwecken If txtBaseURL Text COM Port Then Steuerbefehl f r Ger t am COM Port zusammenstellen Dim command As String txtMax Text Dim n As Integer command Length 2 Dim datagramm n 1 As Byte For i As Integer 0 To command Length 1 Step 2 da
251. ort Felder leeren in insertSQL amp sqlInsert amp und anzeigen Buttons zur cksetzen clearFields btnSelect Enabled False btnSave Enabled False btnExit Enabled False ListBoxSerialNumber Items Clear ListBoxSerialNumber Enabled False ListBoxModelNumber Items Clear ListBoxModelNumber Enabled False ListBoxManufacturer Items Clear ListBoxManufacturer Enabled True preSelect Tru Update ListBoxManufacturer dbConnection cmd Connection conn updateDropDownManufacturer conn Close Update ListBoxModelNumber ListBoxManufacturer SelectedIndexChanged Nothing Update ListBoxSerialNumber EventArgs Empty ListBoxModelNumber SelectedIndexChanged Nothing Update showSelection showSelection EventArgs Empty Variable f r automatische Selektion nach Import zur cksetzen preSelect Fals End Sub 265 Anhang Historisierung von Steuerbefehlen Private Sub history ByVal newValue As String Tey Datenbankverbindung ffnen dbConnection cmd Connection conn stateVariableID und stateVariableValue auslesen Dim sqlString As String sqlString SELECT serviceStateTable ID serviceStateTable stateVariableValue serviceStateTable stateVariableName deviceObject ID FROM deviceObject INNER JOIN serviceStateTable ON deviceObject ID serviceState
252. p LF ar apo pdizAuedwo gt aiuobaje2 Aobajeyas nap yaauysAuedwo gt JaquNNapow A e aweny uedwo2 D H quainpeynuew A Gi al Ly al eegpewuo gt S52 331A3p 199 Anhang I b FMA Codex Device Description device xml lt xml version 1 0 encoding utf 8 gt lt root xmlns urn schemas upnp org device 1 0 gt lt specVersion gt lt major gt 1 lt major gt lt minor gt 0 lt minor gt lt specVersion gt lt device gt lt deviceType gt urn schemas upnp org device FMACodex 1 lt deviceType gt lt friendlyName gt FMA Codex Steuereinheit lt friendlyName gt lt manufacturer gt Hersteller lt manufacturer gt lt manufacturerURL gt URL des Herstellers lt manufacturerURL gt lt modelDescription gt FMA Codex Modellbeschreibung lt modelDescription gt lt modelName gt FMA Codex Modellname lt modelName gt lt modelNumber gt FMA Codex Modellnummer lt modelNumber gt lt modelURL gt URL des Modells lt modelURL gt lt serialNumber gt Seriennummer lt serialNumber gt lt UDN gt uuid lt UDN gt lt UPC gt FMA Codex Produktcode lt UPC gt lt categoryNumber gt Kategorienummer lt categoryNumber gt lt categoryName gt Kategoriebezeichnung lt categoryName gt lt categoryDescription gt Kategoriebeschreibung lt categoryDescription gt lt mntType gt Wartungstyp lt mntType gt lt mntInterval gt x lt mntInterval gt lt mntIntervalTimeUnit gt Monate lt mntIntervalTimeUnit gt lt mntProcedu
253. r Server nicht direkt an das WAN angebunden ist also keine ffentliche IP Adresse hat muss der Zugriff ber eine Portweiterleitung Portumleitung des Routers sichergestellt werden siehe Kapitel 5 3 3 95 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 5 1 2 Unidirektionale Kopplung des Feldbus ber lokale Schnittstellenl sung Die folgende Variante beschreibt eine unidirektionale GA Anbindung ber eine lokale Schnittstellenl sung zwischen CAFM System und Bussystem mit Leitrechner wie in der Praxis h ufig realisiert Kontakt Organizer GIS deren Client WAN DB Zugriff Client LAN DB Zugriff Software Schnittstellen UMTS GPRS XXX XXX XXX XXX name dyndns org Portweiter Smartphone App www Portumleitung CAFM Server ODBC Schnittstelle zur Daten bermittlung z B Z hlerst nde Daten Endger te sind aus dem WAN LAN Netz nicht erreichbar schnittstelle Installation und Konfiguration der Endger te ber den Leitrechner direkte CAFM Einbindung nicht m glich Feldbus e EE Abbildung 55 Unidirektionale GA Anbindung ber eine lokale Datenschnittstelle zwischen CAFM System und Bussystem mit Leitrechner eigene Darstellung Die g ngigste Methode der Kopplung von CAFM Systemen zur GA ist ausgehend von dem in Kapitel 5 1 1 beschriebenen Aufbau eine einfache Software Schnittstelle auf Managementebene zum Austausch von Daten wie beispielsweise Z hlerst nde oder
254. ratureTarget in Temperatur Wasserspeicher Zustandswert retWaterReservoirTemperatureTarget out 147 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Tur ffnen schlie en newDoorPositionTarget in Tur Zustandswert retDoorPositionTarget out Verbrauch Gas Zustandswert retGasConsumptionStatus out Verbrauch Kraftstoff Zustandswert retFuelConsumptionStatus out Verbrauch l Zustandswert retOilConsumptionStatus out Verbrauch Strom Zustandswert retCurrentConsumptionStatus out Verbrauch Wasser Zustandswert retWaterConsumptionStatus out Volumenstrom erh hen verringern newVolumeFlowRateTarget in Volumenstrom Zustandswert retVolumeFlowRateTarget out Wirkleistung Zustandswert retEffectivePowerStatus out Wirkungsgrad Zustandswert retElectricalEfficiencyStatus out Zahlerstand Zustandswert retCounterStatus out Tabelle 12 Parameter der Aktionen lt argument gt Entsprechend des UPnP Standards m ssen Variablen als lt stateVariable gt in der sog lt serviceStateTable gt definiert sein bevor sie von einem Steuerbefehl aus der lt argument gt Anweisung als lt relatetStateVariable gt aufgerufen bzw verwendet werden k nnen lt relatetStateVariable gt und lt stateVariable gt m ssen dabei den gleichen Namen den gleichen Datentyp den gleichen Wertebereich etc haben Grunds tzlich gibt es zwei Arten der Verwendung von Variablen Zum einen als Mess und Sensorwerte Status zu
255. rdschnittstelle in der Computertechnik entwickelt In der Geb udeautomation ist USB als Feldbusersatz nur f r Systeme mit geringer Ausdehnung oder Funkbus Gateways geeignet Das Ziel ist es aber eine netzwerkf hige und webbasierte L sung zu finden Doch gibt es die Plug and Play Technologie auch auf Netzwerkebene und wenn ja welche Vorteile h tte sie f r die Geb udeautomation Der Schl ssel hei t Universal Plug and Play kurz UPnP Im Grunde gleicht es der lokalen USB Variante ist aber netzwerkbasiert Man unterscheidet zwischen Ger ten Devices und Kontrollpunkten Control Points Im Netz neu hinzugef gte Ger te geben sich durch einen Multicast Datentelegramm an eine Empf ngergruppe zu erkennen wodurch sie von den Kontrollpunkten z B ein Windows Rechner registriert und lokalisiert werden k nnen Anschlie end kann die Ger tebeschreibung ausgelesen werden Eine weitere Erkenntnis bei den Recherchen war dass UPnP hinsichtlich der Transportmedien nicht nur ber das kabelgebundene LAN sondern auch ber das kabellose WLAN realisierbar ist Das bietet eine hervorragende Basis f r geb udetechnische Automationskonzepte insbesondere bei einer Nachr stung Zudem sind mit UPnP herstellerspezifische Erweiterungen m glich unabh ngig vom Betriebssystem oder der verwendeten Programmiersprache Um die UPnP Technologie f r die Geb udeautomation einsetzen zu k nnen sind Kenntnisse ber die Funktionsweise
256. relatedField3 amp amp relatedValue3 amp ijy End Select Schleife ggf 2x durchlaufen wenn Tabelle zwei Linkfelder besitzt For i 0 To doubleLink Inhalt aus Datenbank auslesen cmd Connection conn cmd CommandText sqlString dataReader cmd ExecuteReader If dataReader Read Then If Not sqlInsertColumn Then sqlInsertColumn sqlInsertColumn amp amp linkField sqlInsertValue sqlInsertValue amp amp dataReader 0 End If Else Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler bei der Datenbankabfrage btnMessage Enabled True End LE dataReader schlie en dataReader Close Ersetze Felder f r zweiten Durchlauf If doubleLink Then sqlString SELECT amp relatedTable2 amp ID FROM amp relatedTable2 amp WHERE amp relatedField2 amp amp relatedValue2 amp linkField linkField2 End If Next 179 6 Praktische Umsetzung Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler in addSQL amp ex Message btnMessage Enabled True End Try bose End Sub Schlie lich kann der Eintrag eines Datensatzes ber die Funktion insertSQL je Tabelle ausgel st werden Datenbankeintrag erzeugen Private Sub insertSQL ByVal tableName As String
257. remder Software zum Zwecke des Datenaustauschs bersetzen kann Sie stellt Funktionen und Dienste bereit sodass die Softwarekomponenten unabh ngig von ihrer Infrastruktur und Programmlogik kommunizieren k nnen Durch diese vereinfachten Zugriffmechanismen bleiben die jeweilige Infrastruktur und Programmlogik nach au en hin verborgen In der Praxis werden Kopplungen von GA und CAFM auf Datenbasis bereits mit einer separaten Middleware realisiert Informationen der GA werden ber einen Leitrechner an den Middleware Server bertragen und von diesem gefiltert Sie werden anschlie end in geeigneter Form f r andere Systemteilnehmer bereitgestellt oder ber definierte Schnittstellen versendet 7 DATACOM Buchverlag GmbH ITWissen Middleware 2013 8 May CAFM Handbuch 2013 43 3 Grundlagen Als Anwendungsbeispiele seien im Folgenden drei Produkte genannt die im Bereich Facility Management als Schnittstellenl sungen eingesetzt werden Hermos FIS Facility Die Geb udeautomation ist durch gewerke bergreifende Anlagenstrukturen gekenn zeichnet Hermos FIS Facility stellt eine Plattform dar in der verschiedene Anlagen unterschiedlicher Hersteller mit einheitlicher Benutzeroberfl che zentral zusammen gef hrt werden k nnen Verbrauchs und Betriebsdaten sowie St rmeldungen werden in einer Datenbank erfasst Die Anlagen lassen sich damit effizient berwachen und steuern In der Datenbank gespeicherte Informat
258. res gt Wartungst tigkeiten lt mntProcedures gt lt warranty gt x Monate lt warranty gt lt manufactureDate gt yyyy mm dAd lt manufactureDate gt lt deviceLength gt Lange lt deviceLength gt lt deviceWidth gt Breite lt deviceWidth gt lt deviceDepth gt Tiefe lt deviceDepth gt lt deviceHeight gt H he lt deviceHeight gt lt volume gt Volumen lt volume gt lt weight gt Gewicht lt weight gt lt footprint gt Standfl che lt footprint gt 200 FMA Codex Device Description device xml lt iconList gt lt icon gt lt mimetype gt image png lt mimetype gt lt width gt 48 lt width gt lt height gt 48 lt height gt lt depth gt 32 lt depth gt lt url gt icon png lt url gt lt icon gt lt iconList gt lt serviceList gt lt service gt lt serviceType gt urn schemas upnp org service FMACodex 1 lt serviceType gt lt serviceld gt urn upnp org serviceld FMACodex 1 lt serviceld gt lt SCPDURL gt FMACodexService scpd xml lt SCPDURL gt lt controlURL gt FMACodexService control lt controlURL gt lt eventSubURL gt lt service gt lt serviceList gt lt presentationURL gt web lt presentationURL gt lt device gt lt root gt 201 Anhang I c FMA Codex Service Description scpd xml lt xml version 1 0 encoding utf 8 gt lt scpd xmlns urn schemas upnp org service 1 0 gt lt specVersion gt lt major gt 1 lt major gt lt minor gt 0 lt minor gt
259. rget Kraftstoffverbrauch FuelConsumption Status liter K hlleistung CoolingEfficiency Target kW Leistungsabgabe PowerOutput Status kVA Leistungsaufnahme Powerlnput Status kVA Leistungsstufe Level Target Luftbefeuchtung Humidification Target Luftfeuchte Humidity Status rel Luftstromtemperatur VentilationTemperature Target C L ftung Ventilator ein aus Ventilation Target Massenstrom MassFlowRate Target kg h lverbrauch OilConsumption Status liter Position Druckventil PressureValve Target Position Fenster WindowPosition Target Position Jalousie LouverPosition Target Position T r DoorPosition Target 149 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Raumlufttemperatur AirTemperaturelnside Status C Spannung Voltage Target V Stromverbrauch CurrentConsumption Status kWh Volumenstrom VolumeFlowRate Target m h Wasserspeichertemperatur WaterReservoirTemperature Target C Wassertemperatur R cklauf WaterTemperatureReturn Status C Wassertemperatur Vorlauf WaterTemperatureSupply Status C Wasserverbrauch WaterConsumption Status m Wirkleistung EffectivePower Status kW Wirkungsgrad ElectricalEfficiency Status Eta Z hlerstand allgemein Counter Status Tabelle 13 Variablen des Anlagenobjekts lt stateVariable gt Die nach UPnP Vorgaben ausgerichteten und durch die Erg nzung notwendiger und zweckm iger Attribute entstandenen XML Dateien sind
260. rgumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetPressureValvePosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retPressureValvePositionTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt PressureValvePosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetWaterReservoirTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWaterReservoirTemperatureTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterReservoirTemperature lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetWaterTemperatureReturn lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWaterTemperatureReturnStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterTemperatureReturn lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt 165 6 Praktische Umsetzung lt action gt lt name gt GetWaterTemperatureSupply lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retWaterTemperatureSupplyStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt WaterTemperatureSupply lt relatedStateVariable gt lt argument gt
261. riable gt OperatingSpeed lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperatingTemperature lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOperatingTemperatureStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingTemperature lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperationStaticHead lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOperationStaticHeadTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingStaticHead lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetPowerInput lt name gt lt argumentList gt lt argument gt 210 FMA Codex Service Description scpd xml lt name gt retPowerInputStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt PowerInput lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt Get PowerLevel lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt ret PowerLevelTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Level lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt acti
262. richterstatter Prof Dr Ing Klaus Wassermann 2 Berichterstatter Prof Dr Ing Joachim W Hohmann Tag der m ndlichen Pr fung 28 Juni 2013 Kaiserslautern 2013 D 386 Vorwort Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Zeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Bauinformatik und Facility Management des Fachbereichs Bauingenieurwesen der Technischen Universitat Kaiserslautern Durch meine T tigkeit im Lehrbetrieb und operativen Management des neu aufgebauten und ersten universit ren Studiengangs Facility Management hatte ich stets einen engen Bezug zu den Themenfeldern IT Programmierung und CAFM Zudem konnte ich im Rahmen von Drittmittelprojekten viel Erfahrung auf den genannten Gebieten sammeln Meine Vorliebe f r Technik insbesondere das Interesse an Automationstechnologien brachte weitere Impulse zur Themenfindung Dieser Background f hrte zusammen mit meinen Beobachtungen in der Entwicklung neuer Geb udeautomationssysteme zur Erkenntnis der M glichkeiten und des Bedarfs von Technologiekopplungen und damit zum Thema dieser Arbeit Mein besonderer Dank gilt meinem Doktorvater Inhaber des Lehrstuhls Initiator und Leiter des Bachelorstudiengangs Facility Management Herrn Prof Dr Ing Klaus Wassermann f r die wissenschaftliche Unterst tzung uneingeschr nkte Betreuung und vielseitigen Anregungen in unseren Gespr chen Danken m chte ich auch dem mit Herrn Prof Dr Ing Klaus Wassermann gemeinsamen
263. rkmal Weiterhin sollen Komfort Sicherheit und Wirtschaftlichkeit durch Weiterentwicklungen ausgebaut werden 2 3 Zielsetzung Das Ziel dieser Arbeit ist also der Entwurf eines innovativen Netzwerkmodells zur Integration geb udetechnischer Einrichtungen und computergest tzter Netzwerke auf Automationsebene bislang nur Managementebene Um Anlagen und Ger te ohne separate Bus Systeme ber das Netzwerk webbasiert steuern und an eine CAFM Datenbank anbinden zu k nnen bedarf es einer Standardisierung von Protokollen und Automatismen im Netzwerk Diese sollen einen reibungslosen Datenimport von Ger teeigenschaften und Diensten f r eine zentrale und komfortable Anlagenkonfiguration und steuerung gew hrleisten Durch diese Kopplung werden CAFM Systeme zu leistungsstarken Steuerungs instrumenten um Geb ude aus technischer kaufm nnischer und infrastruktureller Sicht optimal und nachhaltig bewirtschaften zu k nnen Der SOLL Zustand l sst sich in folgender Grafik darstellen automatisierte Erfassung von Anlagendaten nach dem Plug amp Play Prinzip Informationen durch IP basierte Kopplung und automatisiertes Anlagen Wartungsmanagement Protokolle webbasierter Zugriff Integration GLT Browser und CAFM Server Geb ude Anlagen Endger te Abbildung 2 SOLL Zustand eigene Darstellung mit Bildmaterial der Initiative Intelligentes Wohnen www intelligenteswohnen com In diesem Modell sind die Funktionen des Leitrech
264. rol Imports System IO Imports System Xml Imports System Data OleDb Imports System Data SqlClient Imports System IO Ports Imports System Web Services Configuration Imports System Net Public Class Default Inherits System Web UI Page Erzeugen eines Objektes der Klasse OleDbConnection Private conn As New OleDbConnection Erzeugen zweier Objekte der Klasse OleDbCommand Private cmd As New OleDbCommand Private cmd2 As New OleDbCommand Erzeugen zweier DataReader und DataCounter Objekte Private dataReader As OleDbDataReader Private dataReader2 As OleDbDataReader Private Private Private Privat Private Private xmlDocumen P P E P Erzeugen globaler Variablen columnPresence As Boolean False preSelect As Boolean False selectedManufacturer As String selectedModelNumber As String Erzeugen eines XMI Definition von SQ selectedSerialNumber As String L Dokuments t As New XmlDocument L Variablen rivate sqlSelect As String rivate sqlInsert As String rivate sqlInsertColumn As String rivate sqlInsertValue As String Definition der XML Datei Vorgabe f r Demo Private xmlFilePath As String C inetpub wwwroot FMControl App Data Private xmlDeviceFile As String device xml Private xmlServiceFile As String 231 Anhang Private stateVariableID As String Private oldValue As String Defin
265. rt werden Windows erkennt das virtuelle Ger t und zeigt es in der Netzwerkumgebung unter der IP Adresse 127 0 0 1 an Die Ger te und Servicebeschreibungen sind analog zu den Ausf hrungen aus Kapitel 6 2 f r den jeweiligen Anlagentyp aufgebaut Sie liegen auf dem Server zum Import bereit da die Testger te die Dateien nicht vorhalten k nnen Die Demonstration erfolgt am Beispiel eines IP aber nicht UPnP f higen Ger ts das die im Standard definierten Befehle nicht versteht Hier werden der Argument Name newDevicePowerTarget und die Variablenwerte O und 1 durch die ger te spezifischen Commands ersetzt Es handelt sich um eine IP Steckdosenleiste der Firma Koukaam Modell Netio 230B Abbildung 86 IP Steckdosenleiste Netio 230B Quelle Online Produktkatalog Fa Koukaam Trotz der nicht dem Modell entsprechenden Technologie ist die Steuerung der bereitgestellten Ratio Ger te der Omnio AG im Programmbaustein implementiert Es dokumentiert zum einen die Ergebnisse der Testphase aus Kapitel 4 1 6 und zeigt zum anderen die Ausbauf higkeit zu einer technologie bergreifenden Plattform Denn auch diese Ger te lassen sich in das Programm und Datenbankschema einbinden 6 4 Facility Automation durch Integration von GA und CAFM 6 4 Facility Automation durch Integration von GA und CAFM Das letzte Unterkapitel der praktischen Umsetzung zeigt das Ergebnis der entstandenen webbasierten Anwendung mit Datenbankanbindung zur Integration v
266. rtData DataTextField Name ListBoxImportData DataBind ListBoxImportData Items Insert 0 bitte ausw hlen 244 Quellcode FMControl Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Import Liste aktualisiert btnMessage Enabled True End Sub Attribute des ausgew hlten Ger ts anzeigen Private Sub showSelection Handles ListBoxSerialNumber SelectedIndexChanged btnSelect Click btnExit Click Verf gbarkeit von Feldern und Buttons definieren btnSelect Enabled True btnSave Enabled False btnExit Enabled False Ausgew hlten selectedSerialNumber Eintrag abfragen Text und Wert Me ListBoxSerialNumber SelectedItem Text Dim selectedSerialNumberID As String Me ListBoxSerialNumber SelectedValu Kriterien f r SQL Abfrage definieren Dim crit 1 As Dim crit 2 As Dim erit_3 As Dim crit_4 As Ausgewahlten String String String String selectedSerialNumberID SetDevicePower Power Eintrag pr fen If selectedSerialNumber bitte ausw hlen Then Felder leeren und Button zur cksetzen clearFields btnSelect Enabled If preSelect Fals False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text btnMessage Enabled End If Else Keine Serien Nummer gew hlt True Datenbankverbindun
267. rufe bereitgestellt 7 BauNetz Media GmbH Baunetzwissen Elektro BACnet Bussystem 2013 72 4 1 Bussysteme werden BACnet Dienste lassen sich in 5 Gruppen einteilen Objektzugriff Lesen und Schreiben Filetransfer Alarm und Event Funktionen RemoteDevice Management und Virtual Terminal 7 Objekte bilden die Eigenschaften von Komponenten der Geb udeautomation ab Man ordnet jedem Aus oder Eingang eines BACnet Ger tes ein Objekt zu Jedes Objekt besitzt Attribute in Abh ngigkeit seiner Verwendung wie beispielsweise Namen und Nummer des Objektes die physikalische Einheit den aktuellen Wert usw Diese Attribute sind obligatorisch Optional k nnen Beschreibungstexte oder Grenzwerte f r die Alarmierung hinterlegt werden Objektdaten lassen sich abfragen oder bearbeiten ohne dass man den genauen Aufbau des Ger ts kennen muss Entscheidend sind nur die Ein bzw Ausg nge des Ger ts unabh ngig von Modell oder Hersteller Merz Hansemann und H bner beschreiben in ihrem Buch Geb udeautomation Kommunikationssysteme mit KNX LON und BACnet insgesamt 25 Standard Objekte der BACnet Anwendungsschicht in jeweils eigenen Unterkapiteln Diese Objekte dienen der Beschreibung von physikalischen Werten analoge bin re oder mehrstufige Soll Ist Mittelwerte und Z hler oder funktionsorientierten Eigenschaften z B Reglerobjekte Ger teobjekte Alarm klassen Gruppenobjekte Trendobjekte Zeitplanobjekte Kalenderobjekte
268. sal Plug and Play UPnP Client Support 2013 123 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 124 Lokalisierung Sobald das Ger t Uber eine IP Adresse verf gt meldet es seine Existenz im Netzwerk auf Basis des Simple Service Discovery Protocol SSDP Es sendet eine Nachricht mit Informationen ber sich selbst wie z B Name Typ und URL an die Multicast Adresse 239 255 255 250 UDP Port 1900 was von den Kontroll punkten registriert wird Diese Nachricht enth lt eine Kopfzeile hnlich einer HTTP Anfrage H ufig findet man f r dieses Protokoll auch die Bezeichnung HTTPU abgeleitet aus HTTP ber UDP Beschreibung Jedes Ger t bietet eine Beschreibung seiner Eigenschaften und Dienstleistungen an und stellt diese in einem XML Dokument zur Verf gung Die Kontrollpunkte k nnen nun die detaillierte Ger tebeschreibung per HTTP auslesen Die f r den Abruf erforderliche Adresse URL wurde bei der Lokalisierung mitgeteilt Die XML Datei enth lt s mtliche Attribute wie z B Hersteller Seriennummer und weitere URLs zur Steuerung Ereignismeldung und Pr sentation Die Datei wird blicherweise device xml benannt Mit der Angabe von Kommandos und Aktionen sowie Datentypen und Datenbereichen stellt das Ger t neben seinen Eigenschaften auch die Informationen seiner Dienste zur Verf gung Die Datei wird blicherweise scpd xml benannt Steuerung Mit den aus der XML Datei ausgelesenen Kommandos ist der Kontrollpunkt in
269. se Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessag aktualisi btnMessag End If End Try End Sub Listbox Serien Private Sub upd As String Try Inhalt aus cmd Command Text Liste der Modell Nummern konnte nicht ert werden e Enabled True Nummer aktualisieren ateDropDownSerialNumber ByVal text As String ByVal value Datenbank auslesen Text SELECT deviceObject ID deviceObject serialNumber deviceObject deviceClassID FROM deviceObject Dim serialL ist As New DataTable dataReader cmd ExecuteReader If dataReader HasRows Then serialList Load dataReader End LE Listhoxz F llen und nach Auswahl der Modell Nummer filtern ListBoxSerialNumber DataSource New DataView serialList deviceClassID amp value ID DataViewRowState CurrentRows ListBoxSerialNumber DataValueField ID ListBoxSerialNumber DataTextField serialNumber ListBoxSerialNumber DataBind ListBoxSerialNumber Items Insert 0 bitte ausw hlen Eintrag selektieren falls Anzeige nach Importvorgang If preSelec Dim selec amp value amp ListBoxSe End If If preSelec t True Then tedItem As DataRow serialList Select deviceClassID And serialNumber amp selectedSerialNumber amp rialNumber SelectedValue selectedItem 0 Item ID
270. sei TAC Vista der Fa Schneider Automatic Buildings Germany GmbH genannt Ein modernes Geb ude managementsystem das Systeme f r Heizung L ftung Klima Beleuchtung und Zutritt Sicherheit in Liegenschaften berwacht und steuert Mit dieser Software l sst sich beispielsweise das in Abbildung 24 gezeigte Ger t Raumcontroller mit Klappenstellantrieb bedienen Laut Produktbeschreibung des Herstellers l uft TAC Vista als eigenst ndiges System oder Multi Computersystem in lokalen oder verteilten Netzwerken Das System kann sowohl f r die Bedienung und berwachung vor Ort als auch dezentral eingesetzt werden 4 1 3 LCN Local Control Network Ein mittlerweile ebenfalls weit verbreitetes einfach zu konfigurierendes System bildet der LCN Bus Der Begriff LCN Local Control Network ist die Produkt bezeichnung des Geb udeleitsystems des Unternehmens Issendorff KG das seit 1992 auf dem Markt ist Das System findet wie KNX und LON auch in den Bereichen Lichtsteuerungen Beschattung Temperaturregelung oder Sicherheit Anwendung 4 1 Bussysteme LCN ist ein dezentrales System das im Unterschied zu anderen Bussystemen ganz ohne separate Busleitung auskommt Der Datenaustausch der Komponenten erfolgt ber eine freie Ader der handels blichen Elektroinstallationsleitung Es ist kein separates Busnetz erforderlich Eine zus tzliche Spannungsversorgung oder zentrale Steuerungseinheiten werden nicht ben tigt die LCN Module arbeiten autark Dad
271. spaceManager xmlNodeList As XmlNodeList xmlNodeListElements As Integer 0 xmlNode As XmlNode xmlArgumentListNodeList As XmlNodeList Quellcode FMControl 251 Anhang 252 Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Iry Schleife 2x durchlaufen xm xm xm xm xm xm xm xm lArgu lArgumentNode As XmlNode 1ValueRangeNode As XmlNode tableName As String argumentCounter As Integer valueCounter As Integer 0 xmlPathDeamon As String Description For n 0 To 1 Erzeugen des XML Objekts lArgumentListNodeListElements As Integer 0 lArgumentListNode As XmlNode mentNodeList As XmlNodeList lArgumentNodeListElements As Integer 0 l1ValueRangeNodeList As XmlNodeList l1ValueRangeNodeListElements As Integer 0 0 fiir Device Description und Service xmlDocument New XmlDocument Laden der XML Datei LE Ca y Select Case n Case 0 Laden der Device Description xmlDocument Load xmlFilePath amp amp location amp amp xmlDeviceFile Case 1 End beh Laden der Service Description xmlDocument Load xmlFilePath amp amp location amp WW amp xmlServiceFile Select ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren xmlPathDeamon Ger tebeschreibung nicht gefunden btnMessage Ena
272. spartner Dennoch ist dieses Datenbankmodell nicht als vollst ndige CAFM Datenbank sondern als Auszug zu verstehen der sich auf die grundlegenden Bereiche des Anlagen und Wartungsmanagements beschr nkt Die Datenbank bildet nur einen Teilbereich ab der zur Demonstration der Anwendung insbesondere einer Importfunktion notwendig ist 151 6 Praktische Umsetzung 152 6 1 1 Tabellen Zu Beginn des Datenbankentwurfs ist zu berlegen welche Tabellen ben tigt werden und welche Attribute sie beinhalten Diese richten sich nach den zus tzlichen Attributen f r die erweiterten UPnP Device und Service Descriptions wie in Kapitel 5 5 dargestellt Die Tabellenbezeichnungen sind an deren Inhalt orientiert gew hlt Bei der Konzeption ist strikt darauf zu achten dass alle Anforderungen an eine relationale Datenbank hinsichtlich Normalformen und redundanzfreier Datenhaltung erf llt sind Der Aufbau basiert auf einer objektorientierten Betrachtungsweise Es wird zwischen bergeordneter Anlagenklasse als Gruppierung gleichartiger Ger te modellbezogen und einzelnem Anlagenobjekt als Instanz unterschieden So sind z B alle baugleichen Aktoren wie Stellmotoren f r L ftungsklappen zwar als Einzelobjekt mit den ger teabh ngigen Attributen Seriennummer Inbetriebnahme etc erfasst geh ren aber zur selben Anlagenklasse mit gemeinsamen Attributen Modellnummer Steuerbefehle etc Tabelle Anlagenklasse deviceClass dere
273. stainability facility optimization and compliance Optimierung des Energieverbrauchs Nachhaltigkeit Nach dieser Definition ist CAFM nur ein Teil des ganzheitlichen IWMS Gedanken Der in Deutschland verbreitete Ansatz basiert auf einer Integrationsl sung mit CAFM als Kernapplikation die im weiteren Verlauf dieses Unterkapitels fokussiert wird Die meisten CAFM Softwareprodukte sind modular aufgebaut Diese Module sind dabei so strukturiert dass der Anwender themenbezogen und modul bergreifend arbeiten kann Inhaltlich orientieren sich die Module an den im Folgenden aufgef hrten FM Kernprozessen Auch f r diesen Sektor des Facility Managements stellt die GEFMA Richtlinien bereit welche die Anwendungsbereiche und Leistungsmerkmale von CAFM beschreiben So werden in der GEFMA Richtlinie 400 im Rahmen der Definition von Funktionalit ts anforderungen folgende FM Kernprozesse genannt e Datenmanagement e Schlie anlagenmanagement e Fl chenmanagement e Vertragsmanagement e Inventarmanagement e Mietmanagement e Raumreservierung e Betriebskostenabrechnung e Reinigungsmanagement e Controlling e Umzugsmanagement e Sicherheit und Arbeitsschutz e Energiecontrolling e Umweltschutz e Instandhaltungsmanagement German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 400 2013 31 3 Grundlagen Welchen Nutzen und welche Vorteile hat die Einf hrung eines CAFM Systems f r den Anwender Dass professionelles Facility Manag
274. stateVarialelD Hinweis zur folgenden Grafik Da das zur Simulation verwendete nicht UPnP fahige Ger t die Standardwerte O und 1 f r die Zustandsvariable nicht interpretieren kann mussten die ger teabh ngigen Werte verwendet werden I nen stateVariablelD dateTimeStamp oldValue r newValue r 30 624 19 03 2013 14 07 27 l p control go amp p uu0u amp p l amp q q li p control go amp p uulu amp p I amp q q 29 624 19 03 2013 14 07 23 l p control go amp p uulu amp p I amp q q l p control go amp p uu0u amp p l amp q q 28 624 19 03 2013 14 07 17 l p control go amp p uu0u amp p l amp q q i p control go amp p uulu amp p I amp q q 27 1985 19 03 2013 14 03 51 A55A6B0510000000FFFFFF81302E A55A6B0530000000FFFFFF81304E 26 1985 19 03 2013 14 03 47 A55A6B0530000000FFFFFF81304E A55A6B0510000000FFFFFF81302E 25 624 19 03 2013 13 34 42 I p control go amp p uulu amp p l amp q q I p control go amp p uu0u amp p l amp q q 24 624 19 03 2013 13 34 37 l p control go amp p uu0u amp p l amp q q 1 p control go amp p uulu amp p 1l amp q q 23 1985 19 03 2013 11 45 01 A55A6B0510000000FFFFFF81302E A55A6B0530000000FFFFFF81304E 21 624 19 03 2013 03 53 36 I p control go amp p uulu amp p I amp q q I p control go amp p uu0u amp p 1 amp q q 20 624 19 03 2013 03 53 30 Ger tezustand nicht gesetzt l p control go amp p uulu amp p amp q q 19 505 19 03 2013 03 50 53 I p control go amp p luuu amp p l amp q q I p control go amp p Ouuu amp p l amp q q 18 505 19 03
275. stem 2012 74 4 1 Bussysteme Die Intelligenz des Systems wird ber Klemmen bereitgestellt die in das jeweilige Elektroger t z B Leuchte oder dessen Anschluss Steckdose integriert sind Die darin installierte Steuerungs Komponente mit integriertem Schaltkreis ist der 4x6 mm gro e digitalSTROM Chip Jeder Chip ist ber eine weltweit einmalige 96 Bit Identifikationsnummer dDID identifiziert und somit individuell ansteuerbar Die dSID beruht auf dem gleichen Konzept wie eine Mac Adresse Abbildung 38 Abbildung 39 digitalSTROM Chip dSID Quelle Online L ster Klemme mit verbautem Chip Quelle Online Produktkatalog der Aizo AG Foto nachbearbeitet Produktkatalog der Aizo AG Der digitalSTROM Meter registriert nach dem Plug and Play Prinzip automatisch alle im zugeh rigen Stromkreis installierten digitalSTROM Chips L st nun ein Benutzer einen Steuerbefehl durch das Dr cken eines Schalters aus so sendet die digitalSTROM Tasterklemme ein Telegramm mit den Informationen zur Art der Bet tigung Anzahl Klicks etc zum digitalSTROM Meter Dies geschieht durch Impuls bertragung also sehr kurzes Ein und Ausschalten in der N he des Nulldurchgangs des Wechselstroms was andere Ger te nicht wahrnehmen Der digitalSTROM Meter sendet daraufhin ein Datentelegramm an alle im Stromkreis registrierten digitalSTROM Chips die auf den bertragenen Befehl reagieren und die Spannung f r das angeschlossene Ger t kondition
276. strecken sich mittlerweile auf alle Bereiche und Lebenslagen so auch dem ganzen Sektor der Geb udeautomation Waren anfangs nur Industrie oder B rogeb ude mit einer solchen Technik ausgestattet so erfreut sich der Einsatz im Privatbereich immer gr erer Beliebtheit Die Begriffe der Geb udeautomation GA und Geb udeleittechnik GLT wurden bereits in den 1970er Jahren gepr gt und waren Jahrzehnte das Ma aller Dinge um geb udetechnische Einrichtungen zu messen zu steuern und zu regeln MSR Technik Dieser Technologie lagen sog Bus Systeme zu Grunde die getrennt von IT Netzwerken v llig autark arbeiteten Die Anbindung an herk mmliche Computersysteme entwickelte sich erst in den 1990er Jahren als die Netzwerktechnologie fortgeschritten war und es in diesem Bereich standardisierte Protokolle gab Der Gedanke die Informationen der GLT auch ber das heutzutage gebr uchliche LAN Netz abzurufen pr gte die Hardware Entwicklung in den letzten zehn Jahren zunehmend Resultierend aus der Vielzahl vorhandener Bus Systeme und Technologien entwickelte sich parallel auch eine Vielzahl an Modulen die eine Kopplung an IT Netzwerke erm glichen Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse und Bewertung vorhandener Netzwerktechnologien in der Geb udeautomation mit Fokus auf der Kombination von Kommunikationswegen sowohl aus informations und ingenieurstechnischer Sicht als auch aus einer auf das Geb ude bezogenen ganzhei
277. t lt name gt retHeatOutputTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt HeatOutput lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt 206 FMA Codex Service Description scpd xml lt action gt lt name gt GetHumidification lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retHumidificationTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Humidification lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetHumidity lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retHumidityStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Humidity lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetInitialPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retInitialPowerTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt InitialPower lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetLightningPower lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retLightningPowerTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt Light lt relatedStateVariable gt lt argument gt l
278. t argumentList gt lt action gt 207 Anhang lt action gt lt name gt Get LouverPosition lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retLouverPositionTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt LouverPosition lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetMassFlowRate lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retMassFlowRateTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt MassFlowRate lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOilConsumption lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOilConsumptionStatus lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt 0ilConsumption lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt lt action gt lt action gt lt name gt GetOperatingFrequency lt name gt lt argumentList gt lt argument gt lt name gt retOperatingFrequencyTarget lt name gt lt direction gt out lt direction gt lt relatedStateVariable gt OperatingFrequency lt relatedStateVariable gt lt argument gt lt argumentList gt 208 FMA Codex Service Description scpd xml lt action gt lt action gt lt name gt GetOperat ingHours lt name gt lt argumentList
279. t Type Definition und Style Sheet folgenderma en darstellen lt xml version 1 0 encoding UTF 8 standalone yes gt lt Mitarbeiterstammdaten gt lt Mitarbeiter ID 0001 gt lt Vorname gt Michael lt Vorname gt lt Nachname gt M ller lt Nachname gt lt Strasse gt Parkstra e 5 lt Strasse gt lt PLZ gt 12345 lt PLZ gt lt Ort gt Gro stadt lt Ort gt lt Telefon gt 01234 56789 lt Telefon gt lt Geburtstag gt 01 06 1960 lt Geburtstag gt lt Geschlecht gt m nnlich lt Geschlecht gt lt Eintrittsdatum gt 01 03 2005 lt Eintrittsdatum gt lt Position gt Leiter Projektentwicklung lt Position gt lt Gehaltsstufe gt 8 lt Gehaltsstufe gt lt Mitarbeiter gt lt Mitarbeiter ID 0002 gt lt Vorname gt Andrea lt Vorname gt lt Nachname gt Maier lt Nachname gt lt Strasse gt Schlossallee 1 lt Strasse gt lt PLZ gt 67890 lt PLZ gt lt Ort gt Reichenstein lt Ort gt lt Telefon gt 09876 54321 lt Telefon gt lt Geburtstag gt 15 10 1975 lt Geburtstag gt lt Geschlecht gt weiblich lt Geschlecht gt lt Eintrittsdatum gt 01 07 2008 lt Eintrittsdatum gt lt Position gt Assistenz der Gesch ftsf hrung lt Position gt lt Gehaltsstufe gt 5 lt Gehaltsstufe gt lt Mitarbeiter gt lt Mitarbeiterstammdaten gt 130 5 3 Aufbau des Integrationsmodells und technische Umsetzung Die f r den UPnP Betrieb bereitzustellenden XML Formate zur Ger te und Servicebeschreibung hat das UPnP Forum in seiner
280. t anderen Netzwerken verbunden werden Diese Netzwerke k nnen ebenfalls LANs sein aber auch WANs Wide Area Network bzw GANs Global Area Network WAN und GAN Netzwerke erstrecken sich im Gegensatz zu einem LAN ber sehr gro e geografische Bereiche Das Internet ist im weitesten Sinne ein GAN doch diese Bezeichnung wird eher selten verwendet Man benutzt h ufiger den Begriff WAN auch f r das Internet Der Router ist dabei die Schnittstelle oder Br cke zwischen diesen Netzwerken und besitzt folglich zwei IP Adressen f r das private LAN meist statische IP und das ffentliche WAN meist dynamische IP durch automatische Vergabe via DHCP Wichtig ist dabei zu wissen aus welchen Adressbereichen diese IPs sein k nnen Jede Netzwerkschnittstelle hat eine global eindeutige IP Adresse Das stellt sicher dass alle Computer in einem Netz unterschiedliche Adressen haben und es zu keinem Adresskonflikt kommen kann F r private Bereiche sind mehrere IP Adressbl cke reserviert die nicht in ffentlichen Netzwerken vorkommen k nnen 83 4 Technologien Einer dieser lokalen Adressbereiche beinhaltet den Adressbereich von 192 168 0 0 bis 192 168 255 255 In Kapitel 5 3 1 wird auf die Bedeutung dieses Adressbereichs n her eingegangen Als bertragungsmedium wird meist ein Twisted Pair Kabel Kabel mit verdrillten Adernpaaren verwendet Man unterscheidet bei diesen Netzwerkkabeln zwischen verschiedenen Kabel Kategorien F r
281. t ein webbasierter Zugriff durch eine Portweiterleitung umleitung m glich Die Funktionsweise ist einfach Anfragen werden ber die Portfreigabe gefiltert und an das entsprechende Endger t weiter bzw umgeleitet Die Kommunikation erfolgt auf Basis der TCP IP Protokolle siehe Kapitel 4 2 4 Logische Prozesse Szenarienschaltung und Steuerbefehle die vom Ger t selbst bereitgestellt werden m ssen werden von zentraler Stelle dem CAFM Server geleitet Entsprechende Logarithmen m ssen implementiert werden Diese Variante stellt neue Anforderungen an die Endger te Sensoren Aktoren In allen bisher vorgestellten Modellen fand ein wichtiger Aspekt aber noch keine Ber cksichtigung die Forderung einer komfortablen Ger teanbindung und auto matisierten Installation die Idee des Plug and Play auf Netzwerkebene Das Verfahren Plug and Play ist von USB Ger ten her bekannt Nach dem Einstecken des Kabels Plug wird das Ger t erkannt und ggf der fehlende Treiber installiert sodass es sofort betriebsbereit ist und verwendet werden kann Play Auch auf Netzwerkebene gibt es ein solches Verfahren wie es in der Unterhaltungselektronik schon vielfach Anwendung findet Dabei werden netzwerkf hige Massenspeicher mit Musik und Video Inhalten f r das sog Streaming mit dem Heimnetzwerk LAN verbunden und von einem zentralen Receiver automatisch erkannt Dieses Verfahren nennt sich Universal Plug and Play UPn
282. t geh rt Der internationale Verband IFMA definiert Facility Management als ein interdisziplin res Berufsfeld das die Funktionalit t der geschaffenen Umwelt durch die Integration von Mensch Ort Prozess und Technologie gew hrleistet Als drittes Beispiel sei die Definition der DIN EN 15221 1 Facility Management Teil 1 Begriffe zitiert Facility Management ist die Integration von Prozessen innerhalb einer Organisation zur Erbringung und Entwicklung der vereinbarten Leistungen welche zur Unterst tzung und Verbesserung der Effektivit t der Hauptaktivit ten der Organisation dienen Mit eigenen Worten formuliert bezeichnet Facility Management die ganzheitliche Verwaltung und Bewirtschaftung von Geb uden Anlagen und Einrichtungen und es erstreckt sich ber alle Bereiche des gesamten Lebenszyklus von der Planung und Erstellung ber die Nutzung bis hin zum Abriss Den gr ten Anteil bilden dabei die Organisation und Steuerung s mtlicher Dienstleistungen w hrend der Nutzungsphase Diese umfassen technische Aufgaben infrastrukturelle Leistungen und kaufm nnische Bereiche 5 German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 100 1996 International Facility Management Association IFMA What is FM 2013 gt Deutsches Institut f r Normung e V DIN EN 15221 1 2007 25 3 Grundlagen Man kann also von einer interdisziplin ren Managementaufgabe sprechen die durch ergebnisorientierte
283. t neben der ger teabh ngigen Kopplung auch eine herstellerabh ngige Softwareinstallation n tig um ber das Internet arbeiten zu k nnen L sungsmodelle zur Fernsteuerung via Remotedesktop TeamViewer oder RDSPlus wie sie in der Applikation myHomeControl Version V1 2 8 SP11 zur Bedienung der RatioO Ger te der Omnio AG eingesetzt werden stehen nicht in Einklang mit dem Gedanken der ger teunabh ngigen Steuerung ber einen Internetbrowser Bezogen auf die Kopplung der beiden Systeme GA und CAFM kann man feststellen dass derzeitige Schnittstellen meist nur f r die reine unidirektionale Daten bergabe ausgelegt sind wie z B Z hlerst nde Betriebsstunden oder Verbrauchsdaten Die Frage ist nun ob sich diese reine Daten bergabe um Steuerungsmechanismen erweitern l sst und was hardware und softwareseitig dazu notwendig ist Denn CAFM Systeme agieren ber W LAN Verbindungen in einem reinen Computernetzwerk mit TCP IP Protokollen w hrend die GA blicherweise ber eigene Busleitungen kommuniziert Es ist zu pr fen welche Technologien es berhaupt f r die Vernetzung von Ger ten und Anlagen gibt und welche sich miteinander koppeln lassen Hieraus leiten sich die M glichkeiten von Schnittstellen zu CAFM Systemen f r Steuerungsfunktionen ab Interessant in diesem Zusammenhang ist eine neue Entwicklung im Bereich der IP basierten Steuerung In dem bei Strompraxis Sonderheft 2009 erschienenen Artikel digital
284. tProcedures UPnP Erweiterung Gewicht deviceWeight UPnP Erweiterung L nge deviceLength UPnP Erweiterung 5 5 Innovative Standards Tiefe deviceDepth UPnP Erweiterung Hohe deviceHeight UPnP Erweiterung Breite deviceWidth UPnP Erweiterung Volumen volume UPnP Erweiterung Standflache footprint UPnP Erweiterung Tabelle 6 Vordefinierte Eigenschaften der Anlagenklasse Anlagenobjekt Vordefinierte Eigenschaften Bezeichnung Datenbankfeld Quelle Seriennummer serialNumber UPnP Standard Universal Unique Identifier UDN UPnP Standard Univeral Product Code UPC UPnP Standard Baujahr manufactureDate UPnP Erweiterung Gew hrleistung in Monaten warranty UPnP Erweiterung Tabelle 7 Vordefinierte Eigenschaften des Anlagenobjekts Anlagenobjekt Benutzerdefinierte Eigenschaften Bezeichnung Datenbankfeld Quelle Inventarnummer identNumber benutzerdefiniert Anlagenkennzeichnungsschl ssel identName benutzerdefiniert URL des Ger ts baseURL benutzerdefiniert Anschaffungskosten retailPrice benutzerdefiniert Inbetriebnahme Datum startupDate benutzerdefiniert Wartungstermin mntDate benutzerdefiniert Wartung Status mntStatus benutzerdefiniert Tabelle 8 Benutzerdefinierte Eigenschaften des Anlagenobjekts 141 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Anlagenklasse Vordefinierte Services Bezeichnung Datenbankfeld Q
285. tValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingTemperature lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Power lt name gt lt dataType gt boolean lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 1 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt PowerInput lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt PowerOutput lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt PressureValvePosition lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt allowedValueRange gt FMA Codex Service Description scpd xml 227 Anhang lt minimum gt 0 lt minimum gt lt maximum gt 10 lt maximum gt lt allowedValueRange gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt PumpDeliveryRate lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 40 lt defaultValue gt lt allowedValueR
286. tagramm i 2 Convert ToByte command Substring i 2 16 Next 237 Anhang Tey COM Pott ffnen Port Open Command senden Port Write datagramm 0 14 COM Port schlie en Port Close history txtMax Text Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Steuerbefehl konnte nicht gesendet werden Endger t nicht erreichbar End Try Else Steuerbefehl f r UPnP Ger t zusammenstellen Dim command As String http amp txtBaseURL Text amp amp txtControlURL Text amp txtArgument Text amp txtMax Text Tey Steuerbefehl senden Dim Request As HttpWebRequest WebRequest Create command Dim Response As HttpWebResponse Request GetRespons history txtMax Text Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Steuerbefehl konnte nicht gesendet werden Endger t nicht erreichbar End Try End If End Sub Event nach Klick des Buttons Ausschalten Protected Sub btnPowerOff Click ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles btnPowerOff Click Pr fe ob EnOcean Gateway am COM Port nicht f r den Standard vorgesehen nur zu Demonstrationszwecken If txtBaseURL Text COM Port Then 238 Quellcode FMControl Steuerbefehl f r Ger t am COM Port zusammenstellen Dim command
287. teVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt 0ilConsumption lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingFrequency lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingHours lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingNoise lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingPressure lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingRotationalSpeed lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt Operat ingSpeed lt name gt 226 lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaultValue gt 0 lt defaultValue gt lt stateVariable gt lt stateVariable sendEvents no gt lt name gt OperatingStaticHead lt name gt lt dataType gt ui4 lt dataType gt lt defaul
288. tel 4 1 2 BACnet Kapitel 4 1 4 EnOcean Kapitel 4 1 6 und TCP IP Kapitel 4 2 4 orientiert sich auch das UPnP Networking an den Schichten des ISO OSI Referenzmodells Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau mit Darstellung der Dienste in der Anwendungsschicht unter Zuordnung der genannten Schritte 2 6 des UPnP Networkings Schritt 1 die Adressierung ist im hier nicht dargestellten Layer 1 der Netzwerkzugangsschicht implementiert TCP IP Dienste UPnP Networkig uondi1252q un TD TD kees asss HTTP SNMP DNS SMTP FTP TCP UDP TCP ICMP IGMP Abbildung 69 Schichten des UPnP Networkings im Vergleich zu TCP IP Diensten eigene Darstellung 12 wn 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA Die zur Lokalisierung Steuerung und Ereignismeldung notwenigen Protokolle SSDP SOAP und GENA sind noch einmal im Detail zu betrachten SSDP Simple Service Discovery Protocol Dieses Protokoll legt fest wie Ger te im UPnP Netzwerk entdeckt werden k nnen Daf r definiert SSDP Methoden mit denen die Verf gbarkeit von Ger ten im Netzwerk bekannt geben wird Kontrollpunkten wird es so erm glicht diese Ger te und deren Services durch das Versenden von SSDP Anfragen im Netzwerk zu finden Das Protokoll erlaubt das Suchen nach allen verf gbaren oder auch nach bestimmten einzelnen Ger ten Die Kontrollpunkte berwachen den Multicast Port 1900 des Netzwerks und reagieren auf passende Anfrag
289. tellt die Eingangsspannung der angeschlossenen Ger te mit 30 VDC sicher ber den Schaltaktor lassen sich je nach Verdrahtung verschiedene Stromkreise ffnen und schlie en Tastsensoren l sen durch Tastendruck den Schaltvorgang im Aktor aus in dem ein Datentele Arbeitskreis Maschinen und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen AMEV Hinweise f r Planung Ausf hrung und Betrieb der Geb udeautomation in ffentlichen Geb uden 2005 57 4 Technologien gramm mit Schaltbefehl gesendet wird In Abh ngigkeit der L nge des Tastendrucks unterscheidet das Telegramm zwischen Ein Ausschalten und Dimmen Wird ein Datentelegramm gesendet muss die zu bertragende Bitinformation mit Hilfe eines Transceivers in physikalische Signale je nach bertragungsmedium z B Spannung Funk oder Licht umgewandelt werden Der Empf nger formt das Signal wieder in die Bitinformation zur ck Damit gesendete Datentelegramme die Absender und Empf nger identifizieren k nnen m ssen alle angeschlossenen Busger te eindeutig adressiert sein was ber die Zuordnung einer physikalischen Adresse sichergestellt wird In dieser Adressierung spiegelt sich die in Abbildung 18 dargestellte Bustopologie wider Sie beinhaltet Bl cke mit Angaben zum Bereich zur Linie und zum Teilnehmer FEM FEM ESRF EN a EM A a EAA RSS Abbildung 19 Aufbau der Adresse eines KNX Teilnehmers eigene Darstellung Die Adresse 1 12 7 w r
290. tenbank ist hinsichtlich der vorgehaltenen Attributfelder und Namensgebung auf die Vorgaben der Service und Device Descriptions abgestimmt Zur Integration in vorhandene CAFM Systeme m ssen deren Datenbankfelder erg nzt werden und ggf bersetzungsroutinen f r die Datenbankimporte generiert werden In Bezug auf die Kategorisierung ist es sehr zu empfehlen verbindliche Vorgaben f r die Benennung der Kategorien zu treffen Dabei sollte man sich an den Katalogen des Verbandes Deutscher Maschinen und Anlagenbau e V VDMA des Arbeitskreises Maschinen und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen AMEV oder der DIN 276 Kostengruppe 400 orientieren Davon sollten die Bezeichnungen f r das Feld categoryName im UPnP Ger testandard nicht abweichen Schlie lich sind die Ger tehersteller aufgerufen UPnP f hige Komponenten zu entwickeln und auf den Markt zu bringen Diese Arbeit zeigt durch die Realisierung des Prototyps FMControl dass die softwareseitige und datenbankgest tzte Integration und Steuerung m glich ist Langfristig sollte die Weiterentwicklung in Richtung Komfort Sicherheit und Energie einsparung vorangetrieben werden in erster Linie hardwareseitig Das Ziel muss sein den FMA Codex nicht nur als technische Innovation sondern auch als wirtschaftlich effektive effiziente und nachhaltige Technologie zu vermarkten G tesiegel und Zertifikate wie z B DGNB LEED oder BREEAM runden das Gesamtpak
291. tete Ports Portbereiche ffentlich amp Private Client TCP Portbereich e 80 Verwaltung UDP Portbereich e 80 ba Beenden amp Logout Abbildung 66 Portweiterleitung Screenshot aus eigener Speedport Konfiguration 119 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 120 Eine Portumleitung hingegen dient im Vergleich zur reinen Weiterleitung einer h heren Sicherheit und wird zur Sicherung eines Kanals f r die bertragung vertraulicher Daten verwendet Dabei wird eine Anfrage an Port A des Routers auf Port B eines Endger ts umgeleitet wobei Port B der Standard Portzuweisung HTTP Anfrage daher die entsprechenden ffentlichen Ports kennen um an Port 80 des Endger ts entsprechen muss Eine muss Definition des weitergeleitet werden zu k nnen Konkret w rde somit eine Anfrage an die ffentliche Adresse 123 145 167 189 4500 an die interne 192 168 000 250 80 weitergeleitet werden Mit dem DSL Router Speedport W 723V l sst sich diese Portumleitung wie folgt konfigurieren Erleben was verbindet Regel Definition werden Ihnen unter Auswahl angeboten S Bezeichnung CAFM Server Konfiguration H Hinweis Bitte beachten Sie dass mit e Art der Regel Port Umieitung ag dem Definieren einer Regel die Netzwerk Betroffenes Gerat eingetragenen Ports ge ffnet werden und so nicht mehr durch G ltig f r Ger t 192 168 000 250 e die interne Firewall Ihres Gerates geg
292. teway Quelle Online Produktkatalog Fa Omnio AG 6 EnOcean Energiewandler 2013 78 4 1 Bussysteme Die Daten bertragung per Funk wird ber Telegramme von einer Millisekunde Lange realisiert Das Signal verwendet die Frequenzb nder 868 MHz Europa und 315 MHz international die Daten bertragungsrate betr gt 125 Kilobit pro Sekunde Die Datenpakete werden in zuf lligen Intervallen gesendet Um Sendefehler auszuschlie en wird das Telegramm innerhalb von 30 Millisekunden zweimal wiederholt Die Reichweite der Funksensoren liegt bei 300 Metern im Freien und bis zu 30 Metern innerhalb des Geb udes Jedes Modul verf gt ber eine einmalige 32 Bit Identifikationsnummer die berschneidungen mit anderen Funkschaltern ausschlie t Diese ID ist jedoch nicht gleichbedeutend zur IP Adresse und somit nicht direkt aus dem Internet erreichbar P Folgende Abbildung zeigt die Funktionsweise der batterielosen Funk bertragung nach der Beschreibung von EnOcean in eigener Darstellung Energie Sensor Funkmodul System Funkmodul Energie wandler HF Transreceiver HF Transreceiver Energie management Prozessor Prozessor Sensorik d Zustand Messwert Steuersignal Information Aktor Abbildung 45 Funktionsweise der batterielosen Funk bertragung nach der Beschreibung von EnOcean eigene Darstellung Das standardisierte Protokoll deckt die Schichten 1 bis 3 des OSI Modells ab
293. tionale GA Anbindung ber eine webbasierte Datenschnittstelle zwischen CAFM System und Bussystem mit Leitrechner eigene Darstellung isztriai a sisi 99 Bidirektionale GA Anbindung ber den seriellen Bus USB COM Port des CAFM Servers eigene Darstellung ccessscecccceecessessseeeeeesesssessnaees 101 Anlagenschema Ratio Funkbussystem eigene Darstellung mit Bild material aus Online Produktkatalogen Fa Omnio AG und Akktor GmbH 102 Benutzeroberfl che von myHomeControl Quelle BootUp GMBH aa ee ls 103 Abbildung 62 Abbildung 63 Abbildung 64 Abbildung 65 Abbildung 66 Abbildung 67 Abbildung 68 Abbildung 69 Abbildung 70 Abbildung 71 Abbildung 72 Abbildung 73 Abbildung 74 Abbildung 75 Abbildung 76 Abbildung 77 Abbildungsverzeichnis Bidirektionale GA Anbindung Uber das interne LAN Netzwerk durch netzwerkf hige Endger te eigene Darstellung 104 Bidirektionale GA Anbindung ber das ffentliche WAN Netzwerk durch internetf hige Endger te eigene Darstellung 107 Aufbau des gew hlten Integrationsmodells eigene Darstellung moannen An A me an A ate 115 Dynamic DNS Screenshot aus eigener Speedport Konfiguration 118 Portweiterleitung Screenshot aus eigener Speedport Konfiguration 119 Portumleitung Screenshot aus eigener Speedport Konfiguration
294. tisch bergebener XML Files mit Attributen zur Gewerke Kategorisierung der Anlagenkomponente k nnen ganze Wartungsgruppen automatisiert generiert werden Dies ist ein gro es Plus f r das Anlagen und Wartungsmanagement Dieses Auswahlkriterium wird mit 1 Punkt gewichtet Einfache Struktur des Workflows Schlie lich sei noch ein Aspekt ber cksichtigt der es Programmierern Installateuren und Anwendern erleichtert sich in den Abl ufen der Kommunikation und Daten bermittlung zu orientieren und Prozesse besser darauf abstimmen zu k nnen Vorgreifend auf Kapitel 5 4 ist die Komplexit t des Datenflusses schon anhand der grafisch dargestellten Modelle erkennbar und bewertbar W hrend der Datenfluss im Falle der EnOcean Funktechnologie vom Sensor ber den Server via USB zum Gateway und die Signale von dort per Funk zum Aktor weitergeleitet werden k nnen im Falle der IP basierten Variante diese dann netzwerkf higen Komponenten direkt via LAN miteinander kommunizieren und eine Statusmeldung an den Datenbankserver weitergeben Dieses Auswahlkriterium wird mit 1 Punkt gewichtet 111 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA 112 5 2 2 Entscheidungsmatrix Anhand der gewichteten Anforderungskriterien l sst sich die Bewertung zur Entscheidungsfindung in folgender Matrix abbilden Reines Computernetzwerk Webbasierte Steuerung Komfortable Ger teankopplung via UPnP Kabellose Anbindung via WLAN Aufl sen der redundante
295. tlichen Betrachtung dem Facility Management Dabei werden vorhandene Infrastrukturen aus wirtschaftlichen Gr nden ber cksichtigt und das Blickfeld in Bezug auf neue technologische Ans tze f r bislang ungenutzte M glichkeiten erweitert 13 1 Einleitung Kern dieser Arbeit ist der Entwurf eines innovativen Netzwerkmodells zur Einbindung geb udetechnischer Anlagen in computergest tzte Systeme f r das Facility Management CAFM Systeme als neuartiges Steuerungsinstrument um Geb ude aus technischer kaufm nnischer und infrastruktureller Sicht optimal und nachhaltig betreiben zu k nnen Mit dem Einsatz neuartiger Vernetzungsvarianten im Bereich der Geb udeautomation und damit neuen M glichkeiten der Prozessoptimierung durch aktive Steuerung gewerkebezogener Endger te soll den Anforderungen eines wirtschaftlichen effektiven und effizienten Betreibens Rechnung getragen werden Eine besondere Herausforderung ist es die verschiedenen Bereiche E Technik Bauingenieurwesen und Informatik aus FM Sicht miteinander in Beziehung zu bringen und somit auf der Grundlage fachbereichseigener Technologiestandards mit bereits definierten Standard Protokollen ein Modell f r neue webbasierte Vernetzungsvarianten zu entwickeln Daraus leiten sich erstmals zu definierende FM IT Standards f r Schnittstellen zur Anlagensteuerung zwischen der Geb udeautomation und CAFM Systemen ab Um diese Herausforderung angehen zu k nnen bedarf es
296. tromnetz mit 230 V Spannung bei 50 60 Hz Die Funktionsweise gleicht aus Sicht der Endger te dem herk mmlichen Ethernet da es auf den gleichen Standards und Protokollen basiert Lediglich der bertragungsweg unterscheidet sich vom klassischen LAN anstelle der Twisted Pair Kabel wird eine im Geb ude vorhandene elektrische Leitung zus tzlich zur bertragung von Daten benutzt Die Technologie f r Datenverbindungen ber das Stromnetz ist mittlerweile unter mehreren Bezeichnungen gel ufig PowerLAN Powerline oder dLAN Abk f r Direct Local Area Network Eine solche Technologie ist nicht ohne Standards m glich Diese werden u a festgelegt durch das Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE einem Berufsverband von Ingenieuren der Bereiche Elektrotechnik und Informatik Eine Vielzahl an Gremien des IEEE besch ftigt sich mit Standardisierungen Normen und Regelwerken f r verschiedene Technologiebereiche eines davon speziell mit der Daten bertragung ber das Stromnetz Dieser sog Powerline Standard ist in IEEE Norm 1901 geregelt Im Detail sind hierin die Frequenzbereiche und Leitungsl ngen sowie maximalen Geschwindigkeiten festgelegt Die Organisation HomePlug Alliance ein Verbund von Firmen zur Entwicklung und F rderung dieser Produktgruppe hat ebenfalls Regelwerke herausgegeben Diese Whitepaper beinhalten detaillierte Spezifikationen f r verschiedene Standards Der sog Homeplug Standard war in seiner
297. ts obtained will contribute to decision making for developing models The concept of Plug and Play is realized by using the already standardized network technology UPnP Universal Plug and Play which requires new data formats XML for planning and definition A separate database structure MS Access was developed and a user interface designed in VB NET to simulate CAFM system functionalities The here presented software module FMControl will demonstrate the web based interfacing concept with import functions and control mechanisms The results of this paper will generate a basis for further optimization in the area of web based and database oriented building automation Implementation of the presented functions of the FMControl software module will allow CAFM systems to be enhanced as high performance building controls tools Inhaltsverzeichnis el e e E 3 Kurzfassung rassurant eat een Rear 5 Abstract IS E 7 Inhaltsverzeichnis anal 9 DR ZE TTT 13 2 Aufgabenstellung Seu KEE SEEAgENENASERE SEENEN ENEE KEN ENEE AE Eege 15 221 AUSBANESSILUAUION rn ne A dea nested ie net nd er rente 15 2 2 ProblemstellUng a nu menu Eed 18 SEET EE D DEE erde ve ann nee EE eg 20 STEE 22 3 Gr ndl gen su er ea nee 25 3 1 Facility Management iii 25 e ET A 30 3 3 Gebaudeaut miation auni eilt 38 SE lee TEE 43 3 5 Betrachtung von Normen und Richtlinien ss 45 3 5 1 DIN 32736 Geb udemanagement Begriffe und Leistungen
298. twendig sind Dar ber hinaus wird dargestellt was in Sachen netzwerkbasierter Bedienung bereits realisiert und technisch umgesetzt wurde Anschlie end werden zum Zwecke der Modellentwicklung f r webbasierte CAFM Steuerungsmechanismen unterschiedliche Netzstrukturen entworfen und analysiert F r die Wahl eines optimalen L sungskonzepts werden diese bewertet und verglichen Nach Festlegung des hardwareseitigen Aufbaus unter Verwendung bereits standardisierter Netzwerkprotokolle nach dem Plug and Play Prinzip folgt die Beschreibung der Automatismen im Netzwerk samt Workflow zur Umsetzung der softwareseitigen Funktionalit ten Zur Demonstration der Anwendbarkeit des webbasierten Schnittstellenkonzepts entsteht der Programmbaustein FMControl wie er in g ngigen CAFM Systemen implementiert werden k nnte Der Entwurf einer Datenbankstruktur und die Ausarbeitung bereitzustellender Datenformate sind ebenso Gegenstand dieses Kapitels wie die Programmierung einer Benutzeroberflache mit Importfunktion und Steuerungs mechanismen Zusammenfassend werden der entwickelte Standard und vorgestellte Programmbaustein sowie deren Nutzen f r eine Schlussfolgerung bewertet Die Arbeit schlie t mit einem Fazit sowie dem Ausblick auf weiteren Forschungs und Entwicklungsbedarf in dieser Hinsicht 2 4 Vorgehensweise Phase 1 Einleitung Phase 2 Aufgabenstellung Ausgangssituation Problemstellung Zielsetzung Phase 3 Gru
299. twickelten Device und Service Descriptions dem UPnP Forum zwecks Aufnahme in das UPnP Service Schema f r einen neuen Bereich Facility Automation vorzulegen Gegebenenfalls sind die Templates f r einzelne Gewerke zu trennen da hier eine universelle gewerke bergreifende Vorlage erarbeitet wurde Ein weiteres Ziel ist es dem CAFM Arbeitskreis der GEFMA den FMA Codex vorzustellen und in der Branche zu etablieren Hinsichtlich des Programmbausteins FMControl gibt es einige Empfehlungen der Weiterentwicklung Die Auswahl der importierbaren UPnP Ger te im DropDown Meni ist im Prototyp zur Simulation fest vorgegeben Diese sollte einer automatisierten Erkennungsroutine gem UPnP Standard folgen Des Weiteren bietet der Prototyp nur Hohmann Fachvortrag CAFM Trendstudie 2013 196 7 2 Ausblick die Funktion SetDevicePower zum Ein und Ausschalten des Musterger ts an Hier sollte es eine Auswahlm glichkeit s mtlicher durch die neuen UPnP Ger te zur Verf gung gestellter Dienste geben mit entsprechenden Buttons zur Steuerung Die Vision ist die CAFM seitige Steuerung s mtlicher elektrischen Verbraucher wie z B Lichtquellen Jalousien Pumpen Ventilatoren oder auch Multimedia Ger te die Regelung des Raumklimas HKL mit Klimaplan Kalender Timerfunktion etc sowie die Kontrolle und berwachung unter Einsatz der Sicherheitstechnik mit Kameras Meldern etc Die in Kapitel 6 1 entwickelte Da
300. tzung Tabelle Ger teservices serviceActionList serviceActionList ID deviceClassID actionName Diese Tabelle beinhaltet die Ger teservices bzw Aktionen einer Anlagenklasse In einer Klasse k nnen mehrere Aktionen implementiert sein Die Kombi nation von Anlagenklasse und Aktion ist eindeutig Abbildung 76 Tabelle serviceActionList Tabelle Steuerung serviceArgumentList serviceArgumentList ID actionNamelD d argumentName direction relatedStateVariable Jede Aktion besitzt ein oder mehrere Argumente bzw Steuerbefehle Der Prim rschl ssel setzt sich aus der klassenabh ngigen Aktion und dem Argu ment zusammen Von hier aus werden die Variablen aus der Tabelle serviceStateTable abgerufen Abbildung 77 Tabelle serviceArgumentList Tabelle Anlagenkategorie deviceCategory deviceCategory ID categoryNumber categoryName categoryDescription Die Kategorisierung der Anlagenklassen sollte nicht im Tabellenblatt der Klasse selbst definiert sein sondern durch einen Verweis auf eine separate Tabelle in der samtliche Gewerke gelistet sind Abbildung 78 Tabelle deviceCategory Tabelle Wartungsvertrag contractData contractData ID contractNumber contractorlD contractType contractContent contractInception contractDuartion contractNoticePeriod contractCosts 154 Grundlage des Anlagen und Wartungsmanagements sind Wartungsvertr ge die ebenfalls in der Daten bank abgelegt werden Im Geg
301. udemanagement Nach DIN EN ISO 16484 2 bezeichnet die Geb udeautomation Einrichtungen Software und Dienstleistungen f r automatische Steuerung und Regelung berwachung und Optimierung sowie f r Bedienung und Management zum energieeffizienten wirtschaftlichen und sicheren Betrieb der Technischen Geb udeausr stung In der von VDI und GEFMA gemeinsam verfassten Richtlinie 3814 Blatt 3 1 ist die Geb udeautomation definiert als Automatische Regelung Steuerung berwachung Optimierung Betrieb sowie manuelle Eingriffe und Management durch Funktionen von Ger ten Stationen Einheiten und Peripherieger ten der technischen Geb ude ausr stung Siemens Building Technologies Geb udeautomation Begriffe Definitionen und Abk rzungen 2003 2 Deutsches Institut f r Normung e V DIN EN ISO 16484 2 2004 Verband Deutscher Ingenieure e V VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 2012 38 3 3 Geb udeautomation Die Geb udeautomation GA wird als Gesamtheit der MSR Technik in Geb uden verstanden die von einer zentralen rechnergest tzten Leitstelle aus verwaltet wird und zur Erfassung von Betriebsdaten dient GA ist heute zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden die eine immer bedeutendere Schl sselfunktion im Geb udebetrieb einnimmt Ziel ist es Abl ufe bergreifend selbstst ndig nach vorgegebenen Einstellwerten durchzuf hren oder deren Bedienung bzw berwachung zu vereinfachen
302. uelle Aktion Dienst Funktion actionName UPnP Standard Argument Steuerbefehl Parameter argumentName UPnP Standard Argument Befehlsrichtung direction UPnP Standard Argumentvariable relatedStateVariable UPnP Standard Tabelle 9 Vordefinierte Services der Anlagenklasse Anlagenobjekt Vordefinierte Variablen Bezeichnung Datenbankfeld Quelle Variable Name stateVariableName UPnP Standard Variable Wert zur Laufzeit stateVariableValue UPnP Erweiterung Variable Typ dataType UPnP Standard Variable Standardwert defaultValue UPnP Standard Variable Minimalwert minimum UPnP Standard Variable Maximalwert maximum UPnP Standard Variable Stufen Schrittweite step UPnP Standard Variable Eventmitteilung sendEvents UPnP Standard Tabelle 10 Vordefinierte Variablen des Anlagenobjekts Diese Sammlung von Attributen ist in den CAFM Datenbanken zu ber cksichtigen Die entsprechenden Felder m ssen an geeigneter Stelle vorgehalten werden Die empfohlene Namensgebung zweite Spalte muss nicht zwingend bernommen werden Bei Abweichungen ist allerdings eine bersetzungs Zuordnungstabelle f r den Import notwendig Anhand dieser Sammlung wird eine Musterdatenbank entworfen siehe Kapitel 6 1 mit der die praktische Anwendung demonstriert werden kann Der Aufbau der Tabellen und Relationen wird sich an der dargestellten Sortierung bzw
303. uerung Eine Aktion kann sich aus mehreren Steuerbefehlen zusammensetzen Ein Steuerbefehl kann aber nicht zu verschiedenen Aktionen geh ren Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern serviceActionList ID und serviceArgumentList actionNamelD 157 6 Praktische Umsetzung e Beziehung zwischen Anlagenobjekt und Servicevariablen Einem einzelnen Anlagenobjekt sind mehrere Variablen zugeordnet die den Ger testatus festhalten Der Status gilt aber nur f r dieses eine Ger t Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern deviceObjekt ID und serviceStateTable deviceObjectID e Beziehung zwischen Servicevariablen und Historie F r eine Servicevariable werden fortlaufend chronologisch Zust nde erfasst Eine Variable hat damit im Laufe der Zeit eine Vielzahl an Zust nden Diese Zust nde gelten aber nur f r eine separate Ger tevariable Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern serviceStateTable ID und history stateVariablelD e Beziehung zwischen Geb ude und Stockwerk Ein Geb ude ist aus einem oder mehreren Stockwerken aufgebaut Ein Stockwerk geh rt aber nur zu einem Geb ude Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern locrefBuilding ID und locrefFloor buildinglD e Beziehung zwischen Stockwerk und Raum Ein Stockwerk besteht aus einem oder mehreren R umen Ein Raum ist aber nur einem Stockwerk zugeordnet Daraus ergibt sich eine 1 n Beziehung zwischen den Feldern l
304. ung an die Feldger te Datenpunkte realisiert 3 German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 410 2007 49 3 Grundlagen Genau an dieser Problematik setzt diese Arbeit an um Standardl sungen f r die herstellerunabh ngige Anbindung von Feldger ten an CAFM Systeme zu entwickeln Richtlinie 410 Kapitel 6 Vorgehensweise zur Schnittstellendefinition und integration gibt Handlungsempfehlungen zur Planung und Umsetzung von IT Schnittstellenprojekten Die aufgef hrten Schritte stellen den Workflow eines IT Schnittstellenprojekts dar Diese Prozessfolge l sst sich analog auf eine hardwaregebundene Schnittstelle zur Steuerung von Anlagen bertragen und wird in sp teren Kapiteln dieser Arbeit Anwendung finden 3 5 4 VDI GEFMA 3814 Blatt 3 1 Geb udeautomation Im September 2012 ist eine neue Richtlinie erschienen die VDI GEFMA 3814 Blatt 3 1 Geb udeautomation GA Hinweise f r das Geb udemanagement Planung Betrieb und Instandhaltung Schnittstelle zum Facility Management Diese neue Richtlinie ist aus einer Kooperation von der GEMFA und dem VDI entstanden und ersetzt die bis dahin g ltige GEFMA Richtlinie 450 VDI GEFMA Richtlinie 3814 Blatt 3 1 hat wohl die gr te Affinit t zum Thema dieser Arbeit da sie sich speziell mit der Geb udeautomation im Facility Management besch ftigt Die Geb udeautomation wird zun chst f r sich betrachtet Die Konzepte zur Verkn pfung von GA und CAFM w
305. ung des Buttons zum Quittieren lb1lMessage Text Keine Modell Nummer gew hlt btnMessage Enabled True End If Else ListBoxSerialNumber Enabled True Listbox Serien Nr filtern und anzeigen updateDropDownSerialNumber selectedModelNumber selectedModelNumberID If preSelect False Then Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Modell Nummer gew hlt btnMessage Enabled True End If End If Datenbankverbindung schlie en conn Close End Sub Event nach Auswahl eines zu importierenden Ger ts Protected Sub ListBoxImportData_SelectedIndexChanged ByVal sender As Object ByVal e As EventArgs Handles ListBoxImportData SelectedIndexChanged Ausgew hlten Eintrag abfragen Text und Wert Dim selectedImportDevice Me ListBoxImportData SelectedItem Text Dim selectedImportDeviceID Me ListBoxImportData SelectedValue Ausgew hlten Eintrag pr fen If selectedImportDevice Bitte ausw hlen Then txtBaseURLImport Text IP Adresse Button Import deaktivieren btnImport Enabled False Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Kein Ger t f r den Import gew hlt btnMessage Enabled True Else 235 Anhang 236 ti Feld baseURL f llen txtBaseURLImport Text selectedImportDevicelID Button
306. unkstandard EnOcean 2013 Unternehmensprofil Abgerufen am 24 Januar 2013 von www enocean com http www enocean com de unternehmensprofil EnOcean Alliance 2013 Hersteller und Produkte Abgerufen am 24 Januar 2013 von www enocean alliance org http www enocean alliance org de produkte 270 Literaturverzeichnis Furrer F 2003 Industrieautomation mit Ethernet TCP IP und Web Technologie Heidelberg H thig GmbH amp Co KG Gartner Mai 2012 Magic Quadrant for Integrated Workplace Management Systems German Facility Management Association 1996 GEFMA Richtlinie 100 Facility Management Begriff Struktur Inhalte Bonn German Facility Management Association 2004 GEFMA Richtlinie 100 1 Facility Management Grundlagen Bonn German Facility Management Association 2007 GEFMA Richtlinie 410 Schnittstellen zur IT Integration von CAFM Software Bonn German Facility Management Association 2009 GEFMA Richtlinie 450 ersetzt durch VDI GEFMA Richlinie 3814 Blatt 3 1 Geb udeautomation im FM Bonn German Facility Management Association 2012 GEFMA Richtlinie 940 Markt bersicht CAFM Software Bonn German Facility Management Association 2013 GEFMA Computer Aided Facility Managment Abgerufen am 12 Januar 2013 von www gefma de www gefma de cafm html German Facility Management Association 2013 GEFMA Richtlinie 400 CAFM Begriffsbestimmungen Leistungsmerkmale Bonn Harnisch
307. ur Verf gung Mit BACnet lassen sich z B KNX und LON Systeme koppeln und ber die GA GLT auf Managementebene berwachen BACnet ist die Entwicklung eines 1987 von der American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers ASHRAE gegr ndeten Komitees Es hatte als Ziel einen einheitlichen und firmenneutralen Standard f r die Datenkommunikation der Geb udeautomationssysteme bereitzustellen Der neue Standard wurde 1995 mit ANSI ASHRAE Norm 135 erstmals ver ffentlicht gefolgt von der zweiten Auflage im Jahre 2002 BACnet ist 2003 in die internationale Norm als ISO 16484 5 Systeme der Geb udeautomation Datenkommunikationsprotokoll sowie bereits in den Jahren vorher in zahlreiche nationale Normen in Europa als DIN EN 13321 Offene Datenkommunikation f r die Geb udeautomation und Geb udemanagement Elektrische Systemtechnik f r Heim und Geb ude und DIN V ENV 1805 1 Daten bertragungsprotokoll f r die HLK Geb udetechnik Managementebene Datenkommunikation f r Geb udeautomation BACnet aufgenommen worden Was war die Motivation einen solchen Standard zu entwickeln Mit dem technischen Fortschritt der Geb udeautomation gab es zunehmend mehr Hersteller und Produkte auf den Markt die ihren eigenen Kommunikationsstandard hatten Es war nicht gew hrleistet dass ein Sensor der Firma A mit dem Aktor der Firma B kommunizieren konnte auch wenn es sich um dasselbe Gewerk handelte Das Netzwerkprotokoll
308. ur Unterst tzung des Facility Managements einzuordnen Alleine k nnen CAFM Systeme die Prozesse einer ganzheitlichen Geb ude bewirtschaftung nicht abbilden blicherweise sind sie Kern einer IT L sung mit Schnittstellen zu beispielsweise Geoinformationssystemen GIS CAD Systemen ERP Systemen Finanzbuchhaltung Controlling Personalverwaltung Dokumentenmanage ment etc oder sonstigen Office Anwendungen Die Verbindung zur Geb udeautomation wird erst im sp teren Verlauf dieser Arbeit betrachtet Kontakt datenbank Organizer GIS Abbildung 6 Beispiele von blichen CAFM Schnittstellen eigene Darstellung IT L sungen f r das Facility Management werden in den USA als Integrated Workplace Management System IWMS bezeichnet Das Marktforschungsunternehmen Gartner definiert IWMS in einer Ver ffentlichung zum Thema Magic Quadrant for Integrated Workplace Management Systems Mai 2012 als interdisziplin re IT L sung mit folgenden f nf Kernbereichen Gartner Magic Quadrant for Integrated Workplace Management Systems 2012 30 3 2 CAFM Systeme IWMS e Project management Projektplanung Steuerung von Bauprojekten e Space and facilities management CAFM Schwerpunkt Flachenmanagement e Real estate property portfolio management and lease administration Immobilienwirtschaft e Computerized maintenance management systems CMMS IT gest tztes Wartungs und Instandhaltungsmanagement e Su
309. urch k nnen sie direkt an das verlegte Unterputzkabel angeschlossen und weiterhin Standard Installationskomponenten wie herk mmliche Taster Bewegungsmelder usw eingesetzt werden Derzeit gibt es noch keine Regelwerke wie Normen oder Richtlinien zur LCN Technologie die anzuwenden w ren Generell gibt es wenige Planungsregeln zu beachten Da die Datenader als Netzleitung behandelt wird darf sie nach VDE mit der 230 V Installation gemeinsam gef hrt werden Die Busmodule enthalten einen Mikroprozessor zum Messen Steuern und Regeln Sie verf gen ber ein integriertes Netzteil Die Module gibt es als Bauform f r Hutschienen oder als Unterputzvariante Unterputzmodule lassen sich in UP Dosen hinter Tastern Steckdosen und Schaltern sowie in Verteilerdosen einsetzen Abbildung 30 Busmodul LCN UPP f r Unterputzdose Quelle Online Produktkatalog Fa Issendorff KG Die beschriebenen Module sind Kern des dezentralen Systems S mtliche verf gbaren LCN Module weisen die gleiche Hard und Software auf und lassen sich deshalb identisch programmieren Die Standardmodule k nnen sowohl f r Sensoren als auch Aktoren eingesetzt werden da je 2 Schaltausg nge und 2 bzw 3 Eing nge sowie ein Busankoppler integriert sind Das Sortiment der Sensoren reicht von Licht Wind und Regensensoren bis hin zu Temperaturf hlern und T r Fensterkontakten gt Issendorff KG LCN Geb udeleittechnik Systembeschreibung 2009 67 4
310. usammengesetzten Prim rschl ssel der auf eine weitere Tabelle verlinkt sqlString SELECT amp relatedTable amp ID amp relatedTable amp M amp relatedField amp amp relatedTable2 amp amp relatedField2 amp D amp relatedTable3 amp amp relatedField3 amp FROM amp relatedTable3 amp INNER JOIN amp relatedTable2 amp ON amp relatedTable3 amp ID amp relatedTable2 amp amp linkField3 amp INNER JOIN amp relatedTable amp ON amp relatedTable2 amp ID amp relatedTable amp amp linkField2 amp WHERE amp relatedTable amp M amp relatedField amp amp relatedValue amp AND amp relatedTable2 amp amp relatedField2 amp amp relatedValue2 amp AND amp relatedTable3 amp amp relatedField3 amp amp relatedValue3 amp End Select Try Schleife ggf 2x durchlaufen wenn Tabelle zwei Linkfelder besitzt For i 0 To doubleLink Inhalt aus Datenbank auslesen cmd Connection conn cmd CommandText sqlString dataReader cmd ExecuteReader If dataReader Read Then If Not sqlInsertColumn Then sqlInsertColumn sqlInsertColumn amp amp linkField 263 Anhang sqlInsertValue sqlInsertValue amp amp dataReader 0 Ena IE Else Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons
311. ustandswert GetOperatingPressure Betriebsger usch Zustandswert GetOperatingNoise Betriebsstunden Zustandswert GetOperatingHours Betriebstemperatur Zustandswert GetOperatingTemperature Drehzahl erh hen verringern SetOperatingRotationalSpeed Drehzahl Zustandswert GetOperatingRotationalSpeed Druck Kessel Zustandswert GetBoilerPressure Druckventil ffnen schlie en SetPressureValvePosition Druckventil Zustandswert GetPressureValvePosition Fenster ffnen schlie en SetWindowPosition Fenster Zustandswert GetWindowPosition 143 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA F rderh he erh hen verringern SetOperatingStaticHead F rderh he Zustandswert GetOperatingStaticHead F rderleistung erh hen verringern SetPumpDeliveryRate Forderleistung Zustandswert GetPumpDeliveryRate Frequenz erh hen verringern SetOperatingFrequency Frequenz Zustandswert GetOperatingFrequency Geschwindigkeit erh hen verringern SetOperatingSpeed Geschwindigkeit Zustandswert GetOperatingSpeed Heizbrenner einschalten ausschalten SetHeatingPower Heizbrenner Zustandswert GetHeatingPower Heizleistung erh hen verringern SetHeatOutput Heizleistung Zustandswert GetHeatOutput Helligkeit erh hen verringern SetBrightness Helligkeit Zustandswert GetBrightness Jalousie ffnen schlie en
312. uttowertsch pfung von 112 Mrd Euro entwickelt Als wichtigste berufsst ndische Institutionen und Verb nde sind die 1982 gegr ndete International Facility Management Association IFMA und die 1989 in Deutschland gegr ndete German Facility Management Association e V GEFMA zu nennen Weitere Institutionen und Verb nde sind EuroFM European Facility Management Association RealFM Association for Real Estate and Facility Managers DIN Deutsches Institut f r Normung VDMA Verein Deutscher Maschinen und Anlagenbau und VBI Verband Beratender Ingenieure sowie GlobalFM als internationaler Dachverband German Facility Management Association GEFMA Richtlinie 100 1 2004 Thomzik FM Branchenreport IAI e V 2010 26 3 1 Facility Management Die GEFMA befasst sich mit der Vereinheitlichung der Begriffe und Aktivitaten im Bereich des FM und hat seit 1996 ein kontinuierlich wachsendes Richtlinienwerk zur Etablierung der Branche geschaffen Das Richtlinienwerk ist Basis fur Branchenkonsens und qualitats orientierte FM Dienstleistungen Es umfasst derzeit 75 Dokumente In den Richtlinien 100 Facility Management Begriff Struktur Inhalte und 100 1 Facility Management Grundlagen werden Gliederung Anforderungen Nutzen Grund s tze und Prozessorientierung wie folgt dargestellt Gliederung des Facility Managements Facility Management e Objektvorbereitung und planung e Nutzung o bergeord
313. variablen und Funktionsprofile f r unterschiedlichste Anwendungen 63 4 Technologien Das LonTalk Protokoll definiert alle sieben Ebenen des ISO OSI Referenzmodells F r Schicht 1 Physikalische Schicht gibt es keine Einschr nkung auf ein bestimmtes bertragungsmedium es stehen verschiedene Transceiver zur Verf gung wie zum Beispiel leitungsgebundene bertragung Funk Glasfaser aber auch Powerline Kommunikation Die Datenkodierung auf der physikalischen Schicht kann direkt durch den Neuron Chip oder durch den Transceiver selbst gesteuert werden ISO OSI Referenzmodell LonTalk Protokoll Application and Presentation Layer Anwendungsschicht Applikations Network Darstellungsschicht interface Management Session Layer Kommunikati hich ee INNE Request Response Dienste Transport Layer Best tigte und unbest tigte Dienste Authentication Transportschicht er Transaction Control Sublayer Paketreihenfolge Duplikate Network Layer Netzwerkschicht Verbindungslos Topologie Router keine Segemntierung Link Layer Rahmen Codierung CRC Sicherungsschicht amp MAC Sublayer CSMA Kollisionsvermeidung Kollisionserkennung Priorit ten Physical Layer mediumspezifische Protokolle Abbildung 27 Aufbau des LonTalk Protokolls auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells nach Dietrich Loy amp Schweinzer LON Technologie 1998 eigene Darstellung Dietrich Loy amp Schweinzer LON Tech
314. wie Contracting Das Infrastrukturelle Geb udemanagement IGM umfasst die gesch ftsunter st tzenden Dienstleistungen welche die Nutzung von Geb uden verbessern Dazu z hlen Prozesse wie Fl chenmanagement Umzugsmanagement Reinigungsmanagement Schl sselmanagement Sicherheit Gr n Au enpflege Winterdienste Fuhrpark management Ver Entsorgung und Catering Das Kaufm nnische Geb udemanagement KGM umfasst alle kaufm nnischen Leistungen aus den Bereichen TGM und IGM unter Betrachtung der Immobilien uB konomie Dazu z hlen Prozesse wie Auftragsmanagement Vertragsmanagement Buchhaltung Controlling Kostenabrechnung und Budgetierung Deutsches Institut f r Normung e V DIN 32736 2000 29 3 Grundlagen 3 2 CAFM Systeme IWMS Computer Aided Facility Management CAFM bezeichnet den Einsatz von IT Werkzeugen zur computergest tzten Verwaltung Organisation und Steuerung von Arbeitsprozessen im Facility Management f r ein effizientes Informations Prozess Entscheidungs und Ma nahmenmanagement Eine CAFM Software besteht aus einer Datenbank und einer Benutzeroberfl che Diese Software dient zur Unterst tzung der FM Kernprozesse durch Datenerfassung Datenverwaltung Prozessoptimierung transparente Abbildung kaufm nnischer Vorg nge und Bereitstellung von alphanumerischen und grafischen Informationen ber Geb ude und Objekte Doch wo ist CAFM in Bezug auf IT Ans tze z
315. yp beschr nkt sich auf den Bereich des Anlagenmanagements mit Importfunktion und Methoden zur Anlagensteuerung 187 6 Praktische Umsetzung 188 Die Maske Ger t Anlage ist in drei Bereiche gegliedert den Kopfbereich f r die Ger teauswahl oder erfassung den Informationsbereich mit der Anzeige von Ger teeigenschaften und den Steuerbereich mit Serviceattributen und Aktionsbuttons Im Kopfbereich stehen drei Varianten zur Verf gung die Auswahl eines vorhandenen Ger ts das manuelle Anlegen eines neuen Ger ts oder der Import eines via UPnP angebundenen Ger ts Soll ein vorhandenes Ger t ausgew hlt werden gibt es die M glichkeit nach Hersteller und oder Modell zu filtern Entsprechend reduziert sich die Auswahl der untergeordneten DropDown Men s Nach Auswahl eines Anlagenobjekts durch die Seriennummer f llt sich der Informations und Steuerbereich mit den zugeh rigen Attributwerten Sofern ein neues Ger t manuell angelegt werden soll ist die Angabe von Hersteller Modell Nr und Serien Nr in den entsprechenden Feldern obligatorisch Nur die Kombination dieser Angaben ergibt einen eindeutigen Eintrag eines Anlagenobjekts Sind alle drei Felder ausgef llt wird der Button Neu anlegen aktiviert Ein Klick l st den Datenbankeintrag aus Anschlie end kann die Anlagenbeschreibung durch Ausf llen der entsprechenden Felder vervollst ndigt werden Sind UPnP f hige Ger te die dem FMA Codex entsprechen i
316. zation OSI ist die Abk rzung f r Open Systems Interconnection Das ISO OSI Referenzmodell ist ein internationaler Standard ISO IS 7498 und beschreibt wie man geschichtete Protokolle Regels tze zum Ablauf einer Kommunikation erstellen kann Weiterhin liefert es eine Beschreibung der Aufgaben die in den einzelnen Protokollschichten zu implementieren sind Das Modell legt die Regeln f r den Ablauf einer Kommunikation fest Dabei durchl uft jedes Datenpaket alle 7 Schichten des Modells die jeweils eine bestimmte Aufgabe haben in der hierarchisch angeordneten Reihenfolge auf der Seite des Senders von Schicht 7 nach 1 und auf der Empf ngerseite von Schicht 1 7 Hinter der Bezeichnung ISO OSI verbirgt sich damit noch eine weitere Bedeutung Die gegenl ufige Buchstabenfolge steht symbolisch f r den Ablauf der Kommunikation Jede Schicht bietet der bergeordneten Schicht ihre Dienste an z B bertr gt die Bit bertragungsschicht den von der Sicherungsschicht gelieferten Bitstrom als Spannungssignal auf dem bertragungsmedium Kupferleitung i Merz Hansemann amp H bner Geb udeautomation Kommunikationssysteme mit EIB KNX LON und BACnet 2010 90 4 2 Computernetzwerke Nachstehend ist das TCP IP Protokoll auf Grundlage des ISO OSI Referenzmodells in eigener Darstellung abgebildet ISO OSI TCP IP Referenzmodell Protokoll TCP IP Dienste Anwendungs schicht Darstellu
317. zu bedarf es der Erstellung eines UPnP Service Schemas f r einen neuen Ger tetyp Dieses Schema w re dem UPnP Forum zwecks Aufnahme als neuen Standard vorzulegen Die erweiterten und angepassten XML Dateien sind in Kapitel 6 2 deklariert Um die Dateien device xml und scpd xml aufbauen zu k nnen m ssen zun chst s mtliche relevanten Ger te und Serviceattribute gesammelt werden die f r die Geb udeautomation bedeutend sind Im Anschluss m ssen sie entsprechend der Service Description nach Aktionen Funktion Argumenten Steuerbefehl und Zustand bzw Statusvariablen sortiert werden Diese Kategorisierung ist sowohl f r den Aufbau der XML Datei als auch den Aufbau der Musterdatenbank notwendig Zudem ist es sinnvoll zwischen Daten der Anlagenklasse z B Produktserie Modell Nr und Daten des einzelnen Anlagenobjekts z B Serien Nr zu unterscheiden Ferner ist die Herkunft der Daten festzulegen Sie sind entweder vom Hersteller vordefiniert z B Ger teeigen schaften oder vom Benutzer anzugeben z B Standort Inventar Nr etc Die nachstehenden Tabellen beinhalten s mtliche Attribute einer Steuereinheit die in den Dateien device xml und scpd xml definiert sein m ssen oder vom Anwender vor bzw nach dem Importvorgang festzulegen sind Die Sammlung beruht auf den Vorgaben des 139 5 Modellentwicklung zur Kopplung von CAFM und GA UPnP Standards mit einer umfangreichen Erg nzung von Attributen die nach eigenen R
318. zum Quittieren 1blMessage Text Fehler bei der Datenbankabfrage btnMessage Enabled True End If dataReader schlie en dataReader Close Ersetze Felder f r zweiten Durchlauf If doubleLink Then sqlString SELECT amp relatedTable2 amp ID FROM amp relatedTable2 amp WHERE amp relatedField2 amp amp relatedValue2 amp linkField linkField2 End If Next Catch ex As Exception Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler in addSQL amp ex Message btnMessage Enabled True End Try End If End Sub Datenbankeintrag erzeugen Private Sub insertSQL ByVal tableName As String Daten in Datenbank schreiben Tey cmd Connection conn sqlInsert INSERT INTO amp tableName amp amp sqlInsertColumn amp my LL VALUES amp sqlInsertValue amp cmd CommandText sqlInsert cmd ExecuteNonQuery Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Datensatz erfolgreich eingef gt btnMessage Enabled True 264 Catch ex As Exception Quellcode FMControl Ausgabe einer Meldung und Aktivierung des Buttons zum Quittieren lblMessage Text Fehler ex Message ToString btnMessage Enabled True End Try End Sub Importiertes Ger t ausw hlen Private Sub showImp

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