Der Turm zu Babel - digital sprechen muss gar nicht so schwer sein

Viele in der Industrie betrachten das Digitale immer noch als ein sehr schwieriges und abstraktes Konzept, das erhebliche Kosten verursacht und alles viel komplizierter und schwieriger macht. Der Grund hierfür ist eine mangelhafte Information darüber, was es der Industrie tatsächlich bringt.In Wirklichkeit, ist das alles gar nicht so kompliziert.

In einer herkömmlichen Anlage sind alle Komponenten über festverdrahtete Signale verbunden, um sicherzustellen, dass die Regelungsvorgänge in dem kompletten Gebäude funktionieren. Dies bedeutet jedoch eine Vielzahl von Leitern und ein hohes Risiko, dass sie nicht korrekt angeschlossen sind. Sind die Leiter außerdem sehr lang, ist die korrekte Kennzeichnung der einzelnen Kabel entscheidend. Wird die Verkabelung nicht ordnungsgemäß durchgeführt, ist das Auffinden einer Störung zeitaufwendig.

Bei der seriellen Kommunikation handelt es sich entweder um einen einfachen Zwei-Leiter-Anschluss oder vorkonfigurierte Standard-Ethernet-Kabel. Mit anderen Worten, es gibt keine Unklarheiten darüber, wo die Leiter angeschlossen werden müssen. Sie werden alle zu einem Netzwerk verdrahtet, und die Steuersignale sind mit Hilfe der Netzwerk-ID digital konfiguriert, die von jeder Einheit ausgelesen werden kann und sich normalerweise nicht ändert.

Bei der kürzlichen Bewertung des Projekts  Damansara City Projekt in Malaysia, wurde festgestellt, dass bei der Installation aufgrund der oben beschriebenen Vereinfachung Einsparungen von 30 bis 40 Prozent erzielt werden konnten. Der gesamte Komplex umfasst zwei Premium-Bürotürme, 370 Luxuswohnungen, ein Einkaufszentrum sowie ein 5-Sterne-Hotel. Ich hatte die Gelegenheit, auf der Light + Building 2018 in Frankfurt eine Präsentation über die Fallstudie zu halten. Hier können Sie sich das Video dazu ansehen.

Während große Komponenten, wie Frequenzumrichter, standardmäßig mit den Möglichkeiten der seriellen Kommunikation ausgestattet sind, ist dies bei einfacheren Gebern nicht der Fall. Bei großen und komplexen Projekten können allein die Einsparungen bei den Kabelkosten die meisten zusätzlichen Komponentenkosten von Gateways kompensieren, die zur Übertragung fest verdrahteter Signale in das serielle Kommunikationsprotokoll des Gebäudeverwaltungssystems verwendet werden. In vielen Fällen können die Frequenzumrichter selbst anstelle der Gateways verwendet werden, wodurch Zusatzinvestitionen entfallen. Hierdurch reduziert sich die Anzahl der Kabeltrassen für die Sensoren erheblich und die Störungsbehebung wird vereinfacht.

Nach der Entscheidung für die serielle Kommunikation taucht ein neues Diskussionsthema auf. Welches Protokoll soll verwendet werden? Manche Systeme sind proprietär und erfordern Einrichtungen von einem bestimmten Hersteller. Dadurch wird in vielen Fällen die Inbetriebnahme vereinfacht, aber das Projekt wird auch auf eine einzelne Lieferquelle festgelegt. Der Versuch, die Lücke zu überbrücken, wird teuer, denn Sie benötigen nun einen „Übersetzer“, auch als Gateway bekannt, der zwischen dem alten und dem neuen System vermittelt. Um mehr zum Thema Gateway-Lösungen zu erfahren, schlage ich vor, den Artikel von Steven T. Bushby.

Andere Protokolle erfordern eine spezielle Hardware oder Lizenzgebühren, die unnötige Kosten verursachen. Ein Beispiel hierfür ist LonWorks, das einen Neuron-Chip oder einen anderen Mikroprozessor auf der Karte erfordert.

Dies ist einer der Gründe, warum sich mehrere Industrieunternehmen in den späten 1980er Jahren zusammengetan haben. Ziel war es, ein offenes Protokoll zu entwickeln, das über verschiedene „Hardware-Schichten“ hinweg funktionieren würde, auch bekannt als Topologien bzw. Hardware Technologien. Das Ergebnis dieser Arbeit ist heute bekannt als BACnet, und ist das am weitesten verbreitete und weltweit anerkannte Kommunikationsprotokoll für Gebäudeservices. Dieses Protokoll wird auch in dem zuvor genannten Projekt Damansara verwendet. Sie können außerdem den vollständigen Artikel von ABB über das Projekt hier lesen.

Der Vorteil von BACnet liegt nicht nur darin, dass es ein offenes Protokoll ist, sondern dass ihm auch ein gemeinsames Zertifizierungsprogramm zugrunde liegt. Durch die Forderung, dass Produkte BTL-zertifiziert sein müssen, ist die Konformität mit den BACnet-Funktionsprofilen durch ein unabhängiges Labor sichergestellt. Dies verbessert die Interoperabilität zwischen den Komponenten verschiedener Hersteller.

Wenn alle die gleichen Kommunikationsregeln einhalten, wird das digitale Sprechen erheblich erleichtert. Es ist nahezu so, als ob alle Menschen auf der Welt nur eine einzige Sprache sprechen würden und so viele Missverständnisse vermieden würden. Es wird außerdem sichergestellt, dass mehr Informationen präzise zur Verfügung stehen, da die Einheiten und die Skalierung ebenfalls vordefiniert sind. Alle sprechen dieselbe Sprache, und nichts geht bei der Übersetzung verloren; wir benötigen noch nicht einmal eine Zeitmaschine, die uns zum Turm zu Babel zurückbringt.