Internet-GLT

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Internet-GLT

Investitionskostenfreie Leittechnik

Internet zur weltweiten fabrikatsunabhängigen Datenkommunikation

Inhalt

• Übertragungsmedien und Protokolle

• Kommunikationsstruktur

• Anwendungen, Elemente und

Dienstleistungen

• Ausblick

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29.04.2013


Investitionskostenfreie Leittechnik

Internet zur weltweiten fabrikatsunabhängigen Datenkommunikation

Übertragungsmedien - Protokolle und Standards

• 2 Draht (Twisted pair) Bus

• Powerline

• Modem

• Koax

• Lichtwellenleiter

• Strukturierte Verkabelung

4x2 Adern

• Funk

• Infrarot (IR)

• ..

• LON

• TCP/IP

• BACnet

• Profibus

• Spezielle Protokolle

– z.B. Modbus

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CNP (LON) Control-Network Protocol / EN14908

• Local Operating Network

• Offenes Protokoll

• Meiste Verbreitung

• Transceiver FTT10A o. LPT für twisted pair Verdrahtung

• 78 kbit/s

• Neuron ID: 12stellige eindeutige Adresse des Neuron

• Kommunikation zwischen intelligenten Feldgeräten (Pumpen,

Wärme-/Kälterechnern,..), Automatisierungsstationen

untereinander und GLT-Zentralen

• Inbetriebnahme durch Binding mit entspr. Tool

• Weiterentwicklung Neuron -> L-Core 32-bit-LON-Chip mit mehr

Performance (z.B. integrierter Datenserver OPC o.ä.)

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Modbus

• Offenes Master-Slave bzw. Client-Server (TCP) Protokoll

• 1979 von Gould-Modicon für SPS-Kommunikation entwickelt

• 3 Modi: ASCII, RTU und TCP

• unabhängig vom physikalischen Übertragungsmedium

• ASCII und RTU (Remote Terminal Unit) nutzen meist RS232,

RS422 oder RS485

• ASCII direkt lesbar – langsamer/RTU binär codiert - schneller

• RTU Frame:

Start Address Function Data CRC End

3.5 Char time 8 Bit 8 Bit N * 8Bit 16 Bit 3.5 Char time

Quelle: http://www.modbustools.com/modbus.asp

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M-BUS Meter Bus

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• Einfacher, kostengünstiger 2-Draht-Bus mit Standardkabel

• Vertauschbare Polarität

• Kurzschlussfest

• Integrierte Versorgung aller Endgeräteschnittstellen

• Versorgung der Endgeräte optional vom Bus (3.3V, 0.6mA pro

Endgerät), Batterie oder (externen) Netzteilen

• Bis 250 Endgeräte pro Segment

• Maximale Segmentgröße für 250 Endgeräte: 1000m

• Maximale Entfernung für 1 Endgerät: 10km

• Größere Netze/Systeme mit transparenten Repeatern möglich

• Übertragungsbaudraten: 300 -38400 Baud (gemischte Baudraten

möglich)

Quelle: Bär Industrie-Elektronik GmbH und http://www.m-bus.com

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M-BUS Meter Bus

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• Isolation mit isolierter Konstruktion oder Optokoplern möglich

• Bus wird nicht durch Fehler beim Endgerät blockiert

• Ein-Chip-Lösung für Endgeräte verfügbar

• Erfüllt alle EMC, ESD und EMI Anforderungen

• Hohe Störsicherheit wegen Datenübertragung durch Spannungsund

Strommodulation

• Master-Slave-Protokoll

• Europäische Norm

(EN 13757-2/3)

• Beliebige Bus-Topologie (Stern, Baum, Netz)

Quelle: Bär Industrie-Elektronik GmbH und http://www.m-bus.com

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CAN Controller Area Network / ISO 11898

• Automobil-Industrie

• Bosch und Intel

• Nutzerorg. CAN in Automation (CiA)

• RS485 twisted pair Verdrahtung

• 50 kbit/s – 1MBit/s, kurze Datenpakete

• Max. 255 Knoten

• Länge 800m bis 40 m

• Multi-Master-System

• Adressierung durch netzweiten eindeutigen Identifier

• Identifier enthält Priorität – nur die höchste Priorität ist

echtzeitfähig (deterministisch)

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KNX (weiterentwickelter EIB) ISO/IEC 14543-3

• Weite Verbreitung in der Elektrotechnik/Beleuchtungstechnik

• Übertragungsmedien: verdrillte 2-Drahtleitung 9,6k kBit/s

Funk - 868 MHz (Short Range Devices)

max. 25 mW, 16.384 kBit/s

230V~ -Leitung (powerline) 1,2 kBit/s,

Datennetz (IP/Ethernet) 10/100 M Bit/s

• Einheitliche Installationssoftware: Engineering Tool Software (ETS)

• 16 Bit für Gruppenadressen = 65536

• Mehrere IP-Schnittstellen pro Projekt möglich

• Nutzerorganisation international: KNX Association (www.knx.org)

• Nationale Gruppe: KNX Deutschland beim ZVEI - Zentralverband

Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.

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Profibus

• Process Field Bus

• Internationaler Standard IEC 61158

• 2 Draht-Leitung oder LWL

• Multi-Master, Multi-Slave Protokoll

• Entwicklung durch Fa. Siemens

• Verbreitung in der Industrietechnik

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TCP/IP

• Transmission Control Protocol/Internet Protocol

• Offener Standard für verlässliche und fortlaufende Verbindung

zwischen zwei Programmen

• Verbreitung in der Rechentechnik und Internet

• Ethernet-Adapter (z.B. PC-Karte o. onboard) mit 10 o. 100 Mbit/s

• Strukturierte Verkabelung Cat5 für Kabel und passive

Komponenten

• IP-Adresse: eindeutige nummerische Bezeichnung für ein

bestimmtes Netzwerk bzw. Schnittstelle im Netzwerk

• Kommunikation zwischen Rechnern zunehmend auch zwischen

Automatisierungsstationen

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BACnet EN-ISO-Norm 16484-5

• Data Communication Protocol for Building Automation and Control

Networks (BACnet)

• Standard durch ASHRAE definiert

• ASHRAE: American Society of Heating, Refrigerating and Airconditioning

Engineers

• Konzipiert für die Managementebene in der Gebäudeautomation

• Verbreitetes Kommunikationsmedium ist Ethernet

• LON kann als Kommunikationsmedium verwendet werden

• Konvertierung der Dateninhalte von LonTalk zur BACnet-

Darstellung und umgekehrt erfolgt durch Gateway (kann von

ENER geliefert werden)

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BACnet EN-ISO-Norm 16484-5 – PICS – Protocol Implementation Conformance

Statement – Interoperabilität 1/3

• 5 IOB‘s -BACnet-Interoperabilitätsbereiche:

DS - data sharing, AE - alarm and event management, SCHED –

scheduling, T- trending, DM – device and network management

• Pro IOB mehrere BIBB – BACnet Interoperability Building Block

(Interoperabilitätsbausteine)

ingesamt sind 72 definiert

Unterscheidung nach Art der Datenbehandlung:

A – Client (Daten-Anforderer), B – Server (Daten-Bereithalter)

Beispiel BIBB: DS-RP-A Gemeinsame Datennutzung,

Leseeigenschaft, A liest von B

Beispiel BIBB: AE-N-A Alarm- und Ereignismanagement,

Notification - Erfassung, A verarbeitet

Meldungen von B

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BACnet EN-ISO-Norm 16484-5 – PICS – Protocol Implementation Conformance

Statement – Interoperabilität 2/3

• BACnet Object Types – Objekt-Typen

über 30 Objekt-Typen definiert

Beschreiben die Bedeutung der Daten und Informationen

Satz von eindeutig benannten und strukturierten Datenelementen

- Properties R – lesen

W - schreiben

O - optional

• Property – Eigenschaft z.B. Analog Input

Object_Identifier, ~_Name, ~_Typ, Present_Value - R

COV_Increment, Time_Delay, Notification_Class - O

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BACnet EN-ISO-Norm 16484-5 – PICS – Protocol Implementation Conformance

Statement – Interoperabilität 3/3

• BACnet-Device-Profil

– definierte Sammlung BIBB‘s aus den 5 IOB‘s:

B-OWS Operator Workstation,

B-BC Building Controller,

B-AAC Advanced Application Controller,

B-ASC Application Specific Controller,

B-SA Smart Actuator,

B-SS Smart Sensor,

B-GW Gateway

• Geprüfte Konformität BTL –

BACnet Testing Laboratories

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Gegenüberstellung BACnet / LON

• BACnet

• KeinPlug & Play da

optionale

Objekteigenschaften

• Vergleich der PICS*

unabdingbar

• Absprachen notwendig und

Testaufbau empfehlenswert

• Datenaustausch über

standardisiertes Format

(EDE**)

• sehr umfassend – wird

weiterentwickelt

• LON

• Kein Plug & Play da

Inbetriebnahmetool (z. Bsp.

LONMaker)

• Viele Referenzanlagen, sehr

viel Erfahrung vorhanden

• Datenaustausch über

standardisiertes Format

(SNVT’s)

• Produkte - Viele Hersteller,

viele Produkte

• PICS* Protocol Implementation Conformance Statement EDE** Engineering Data Exchange

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Wichtige Begriffe

OPC

OLE for Process Control

OLE = Object Linking and Embedding (OLE, engl. Objekt-Verknüpfung und -

Einbettung)

standardisierte Software-Schnittstelle

Weiterentwicklung von DDE = Dynamic Data Exchange (dynamischer

Datenaustausch)

SQL

Structured Query Language

Datenbanksprache zur Definition, Abfrage und Manipulation von Daten

in relationalen Datenbanken.

SQL ist von ANSI und ISO standardisiert und wird von fast allen

gängigen Datenbanksystemen unterstützt.

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Kommunikationsstruktur

Webserver

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Client-Server-System mit offenen

Schnittstellen BACnet ®, LON®, OPC®,

DDE, SQL...

Internet

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Datenerfassung mit Gebäudeautomationsserver varecon® serv.7

ENERGLTWebserver

Internet

varecon® serv.7

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Kesselanlagen

Web-Koppelmodule

Buderus WKM B4000

Viessmann WKM Vitotronic CNP

Funktionen:

Anzeige von Soll- und Istwerten, Anlagenstatus,

Betriebsart, Störmeldungen

-Vorgabe von Sollwerten, Betriebsartumschaltung

-Erfassung und Speicherung von Daten zur

energetischen Optimierung

-Optimierter Datenspeicher (15.000 Integerwerte)

-Überwachung von statischen und dynamischen

Grenzwerten

-Alarmverarbeitung und Störungsmeldung

Versorgungsspannung 230V~ 15VA

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TCP/IP-Anlagenanschluss für bestehende Anlagen mit Leistungsreglern

Ständige Verfügbarkeit

Höhere Übertragungsgeschwindigkeit

Schnellere Anlageneinwahl

Bessere Bedienbarkeit

Internet

ENERGLTServer

varecon® tcp/ip

LON-Ethernet-Gateway mit

IPCOP (Firewall, VPN-Router)

Breitband-Internet-Anschluss mit

einer statischen oder dynamischen

öffentlichen IP-Adresse

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Anlagenanschluss über Mobilfunknetze

Keine Verkabelung in Bestandsgebäuden

Häufige Übertragung kleiner Datenmengen

Datenvolumentarife

APN-Server

Höhere Übertragungsgeschwindigkeit

Schnelle Anlageneinwahl

Mobilität

GPRS

ENERGLTServer

Internet

varecon® gprs

LON-GPRS-Router mit fester

IP für Internet VPN-Zugang

GPRS - General Packet Radio Service

EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution

APN - Access Point Names

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Kommunikationsstruktur – Anlagengebundener Modemanschluss (analog)

Ständige Verfügbarkeit

durch eigenen

Modemanschluss am

ENERGLTServer

Webserver

Modem 2

Modem 1

Anlage 2

Telefonnetz

Anlage 1

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Elemente - Anlagenschema/Parameterübersicht zur Fernbedienung/Visualisierung

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Elemente – Reporte und Diagramme zur Anlagenoptimierung und Auswertung

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Elemente – Alarme und Ereignisse zur Störungsbeseitigung und Nachweisführung

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Dienstleistungen – Einrichtung der Elemente

• Basiskonfiguration Controller

• Neue Anlagengrafik/Kopie

• Neue Parameterliste/Kopie

• Periodischer Trend-Report (Excel)*

• Diagramm bis 8 Messreihen (Trendchart)*

• Alarmweiterleitung pro Alarmgruppe

• Projektierung Alarmweiterleitung

pro Objekt

* nur für Controller mit nutzbarem Trendlogspeicher

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Nutzungspauschale pro Monat und Objekt (Telefonnummer/IP- bzw. Subnetz-Adresse)

• Nutzungspauschale für: Online-Zugriff

auf die Anlage und Trendgrafiken,

Ereignisspeicher, Alarmfenster,

Alarmierung und Periodische Reporte

an kundenspezifische E-Mail-

Adresse, 6 Wochen Report-Archiv

• Erweiterte Alarmfunktion: Alarmierung

per Fax und/oder SMS

• Erweiterte Archivierungsfunktion:

Report-Archivierung 1/2 Jahr mit

Sicherungskopie auf CD

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Investitionskostenfreie Leittechnik

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Erweiterter Nutzerzugriff auf ENERGLTServer via Internet (DSL)

• Poweruserlizenz für ENERGltserver

-Nutzung einer Remote Desktop-Sitzung

mit dediziertem Anschluss

-Remote Workstation Funktionalität

*

• Einrichtung Poweruserlizenz

- einmalig –

* Monatlich/Vertragslaufzeit 24 Monate

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Investitionskostenfreie Leittechnik

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Dienstleistungen für Leistungsregler

• Anlagen-Schema und Parameterliste

• Diagramm(e) mit aktuellen Trends der vergangenen

7 Tage mit Zoom und Speichermöglichkeit

• Trendlog-Reporte mit wöchentlicher Archivierung im

Excel-Format

• Alarm- und Ereignisverarbeitung

• Einrichtung einer Nutzergruppe mit zwei Nutzern

• Alarmierung und Periodische Reporte an

kundenspezifische e-mail-Adresse

• 6 Wochen Report-Archiv

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Funktionserweiterungen - Ausblick

• Black List – zeitweise Unterdrückung von

Alarmweiterleitungen über Web-Seite

• Verknüpfung der Anlagendokumentation

und Handbücher mit den Anlagenbildern

einschließlich Ablage und Archivierung

• Softwaretools zur Datenauswertung der

Reporte

• Fremdprogramme

• Kundenwünsche

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