Phoenix Contact
Um künftig die gesetzlichen Vorgaben für die energetische Effizienz von gewerblich genutzten Gebäuden zu erfüllen, muss die Gebäudetechnik zwingend automatisiert werden. Damit dies möglichst wirtschaftlich erfolgt, bedarf es einer Ethernet-basierten Vernetzung aller relevanten Komponenten. Mit REG-Switches lässt sich eine durchgängige Lösung in den Installationsverteilern der Gebäudetechnik im Sicherungsschrank realisieren.
Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Die Ethernet-basierte Vernetzung der Gebäudeautomatisierung hat viele Vorteile, wurde bisher aber kaum realisiert. Ein Grund: Bis dato waren keine auf die Gebäudetechnik zugeschnittenen leistungsfähigen Ethernet-Switches am Markt verfügbar.
■ Die speziellen Herausforderungen der Gebäudetechnik lassen sich nun mit den Ethernet-Switches der Produktfamilie FL Switch 1100 REG von Phoenix Contact lösen.
■ Aufgrund ihres Formats integrieren sich die REG-Switches auch sehr einfach in einen handelsüblichen Verteilerkasten. So lässt sich die Gebäudeautomatisierung flexibel und kostengünstig realisieren.
Beim Ethernet-Protokoll handelt es sich um eine etablierte Technologie, die sich auch in der Gebäudeautomation immer mehr durchsetzt. Denn Ethernet ermöglicht eine kostengünstige und zuverlässige Kommunikation zwischen den verschiedenen im Gebäude installierten Teilnehmern.
Dabei ist es egal, ob es um die Gebäudesteuerung, das Energiemanagement oder den allgemeinen Datenaustausch geht: Der Standard stellt systemübergreifend ein Netzwerk für den Datentransport zwischen unterschiedlichen Komponenten zur Verfügung. Informationen können also schnell und effizient zwischen beliebigen Sensoren, Aktoren, Steuerungen und anderen Teilnehmern weitergeleitet werden.
Phoenix Contact
Durch den Einsatz zusätzlicher Switches lässt sich das Gebäudenetzwerk zudem problemlos erweitern, sodass eine nahezu beliebige Anzahl von Teilnehmern in einem gemeinsamen Netz miteinander verbunden werden kann. Strukturell sind verschiedene Topologien – beispielsweise eine linien- und sternförmige Vernetzung oder eine Mischung aus beidem – denkbar, damit sich das Netzwerk optimal an die baulichen Gegebenheiten anpasst.
Aufgrund des einheitlichen Kommunikationsstandards kann auf kompliziert zu konfigurierende Gateways und Protokollumsetzer verzichtet werden. Sämtliche Netzwerkteilnehmer greifen im gemeinsamen Standard-Ethernet-Netz auf die gleichen Daten zu. Traditionell im Gebäudebereich verwendete Übertragungsprotokolle – zum Beispiel BACnet/IP –, die dem Datenaustausch über Gebäude- und Liegenschaftsgrenzen hinweg dienen, lassen sich nahtlos in ein Ethernet-Netzwerk integrieren und werden so zum integralen Bestandteil eines konvergenten Gebäudenetzes.
Darüber hinaus kann das Gebäude durch Nutzung von Routern an das öffentliche Internet angebunden werden. Auf diese Weise sind Komfortfunktionen, wie die Überwachung und Fernwartung aller im Gebäude verbauten Systeme, möglich.
Deutlich geringerer Aufwand und Zeitersparnis bei der Installation
Durch den Einsatz der Ethernet-Technologie vereinfacht sich die Gebäudeverkabelung folglich in Zukunft deutlich. Im Hinblick auf die Entwicklung der Gebäudeverkabelung sind bislang immer neue Herausforderungen auf den Installateur zugekommen. Dies begann mit Telefonleitungen und Koaxialkabeln für das Fernsehen. Später folgten weitere Leitungen etwa zum Anschluss der Haustürsprechanlage oder der Rollladensteuerungen.
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In der professionellen Gebäudetechnik gipfelte die Situation in unterschiedlichen gebäudespezifischen Bussystemen, die jeweils eine eigene Kabelführung sowie separate Kabel mit verschiedenen Eigenschaften benötigten. Das zog einen hohen Arbeitsaufwand für den Installateur nach sich, denn er musste sämtliche Leitungen einzeln verlegen. Neben der großen Vielfalt an Kabeltypen waren auch Verbindungselemente und Anschlussdosen bereitzustellen.
Die Verwendung eines konvergenten Ethernet-Netzwerks führt nun dazu, dass für unterschiedliche Aufgaben keine Kabelstrecken mehrfach parallel zu ziehen sind. Ferner lassen sich die Kabelenden einheitlich verarbeiten. Deshalb spart der Installateur Zeit und der Bauherr somit Geld ein. Überdies erlangt der Betreiber zusätzlichen Komfort in seinem neuen vollvernetzten und automatisierten Gebäude, der in einer Wertsteigerung des Objekts resultiert.
Doch warum sind diese Vorteile in der Gebäudeautomatisierung bisher nicht genutzt worden? Das Hindernis liegt darin, dass bis dato keine auf Gebäude zugeschnittene leistungsfähige Ethernet-Switches am Markt verfügbar waren. Es gab lediglich die Ausführung mit herkömmlichen Ethernet-Switches aus dem Heim- oder Industriebereich. Diese Geräte sind jedoch nicht für den Einsatz in der Hausverteilung konzipiert und erzielen deshalb keine zufriedenstellenden Ergebnisse.
Verschiedene Verkabelungsebenen für den Manipulationsschutz
Diese Herausforderungen lassen sich mit den neuen Ethernet-Switches der Produktfamilie FL Switch 1100 REG lösen. Aufgrund ihres Formats integrieren sich die Komponenten sehr einfach in einen handelsüblichen Verteilerkasten. Außerdem bieten sie den Nutzern viele weitere Vorteile. Als erstes sei die schmale Bauform von nur 6 TE genannt. Das bedeutet, dass bis zu zwei REG-Switches auf ein Verteilerfeld passen (Bild 2).
Dabei stellt der REG-Switch eine Verkabelung auf zwei verschiedenen Ebenen zur Verfügung. Auf der ersten Ebene lassen sich feste Teilnehmer – beispielsweise Smart Meter oder Verbraucher wie Wärmepumpen – unter der Berührschutzabdeckung anbringen. Auf diese Weise wird eine Manipulation durch Laien effizient verhindert. Die zweite Ebene befindet sich oberhalb der Abdeckung. Auf dieser Ebene können zum Beispiel eine Türsprechanlage, das TV-Signal oder andere Komfortfunktionen aufgelegt werden (Bild 3).
Zur vollständigen Einbindung in das Hausnetzwerk stellt Phoenix Contact passende Netzteile für die Spannungsversorgung von Standard-Switches oder die PoE-Variante (Power over Ethernet) des neuen REG-Switches bereit. Patchfelder und Kabel, die dem Durchverbinden von der oberen zur unteren Ebene dienen, sind ebenfalls erhältlich. Darum lassen sich die Geräte einfach auf der DIN-Schiene installieren. Das REG-Format gemäß DIN 43880 erweist sich so als praktische Lösung für die wirtschaftliche Integration von Ethernet-Komponenten in die Verteilerschränke der Gebäude. Es wird so nicht nur Platz eingespart, sondern auch eine einheitliche Verkabelung des Gebäudenetzwerks ermöglicht.
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Parallele Versorgung von vier Netzwerkgeräten mit bis zu 30 W
Ein weiterer Aspekt, der zu einer effizienten Gebäudevernetzung beiträgt, ist die gemeinsame Verwendung einer Leitung für den Daten- und Energietransport. Über spezielle PoE-Ports werden die angeschlossenen Teilnehmer ebenfalls mit Strom beliefert. Der FL Switch 1104-4POE REG kann dabei bis zu vier Netzwerkgeräte mit bis zu 30 W versorgen (automatische Detektion von Geräten, die nach IEEE-Standard 802.3at oder 802.3af mit Strom versorgt werden).
Auf diese Weise lassen sich Türsprechstationen oder Außenkameras bequem und zentral vom Switch beliefern und stellen ihre Informationen gleichzeitig dem gesamten Netzwerk zur Verfügung. Hinzu kommt, dass jede Ethernet-Leitung bei Änderungen in der Gebäudenutzung durch einfaches Umstecken auf einen PoE-Port zu einer Spannungsversorgung für den Endteilnehmer werden kann. Demnach vereinfacht sich die Nutzung des Gebäudenetzwerks erheblich und gestaltet sich zudem flexibler (Bild 4).
Durch die konsequente Umstellung der Gebäudeinfrastruktur auf Ethernet sowie den Einsatz der kompakten FL Switch 1100 REG im Verteilerschrank lässt sich die Gebäudeautomatisierung flexibel und kostengünstig realisieren. Daraus entsteht ein Mehrwert, der sich durch Kosteneinsparungen in der Bauphase bis zur deutlich einfacheren Erweiterung oder Änderung der Gebäudenutzung nach einem langjährigen Betrieb an vielen Stellen ergibt.
Ganzheitliche Steuerung von Energieerzeugern und -verbrauchern
Um Energie optimal zu nutzen, bedarf es einer ganzheitlichen Steuerung der Verbraucher und Erzeuger. Zum Erreichen einer hohen Energieeffizienz im Gebäude ist es wichtig, alle Energieverbraucher und -erzeuger intelligent zu vernetzen, damit sie zweckdienlich gesteuert werden können. Als Übertragungsprotokoll bietet Ethernet dafür eine gute Basis, indem es die technische Gebäudeausstattung miteinander vernetzt und an eine überlagerte Ebene ankoppelt (Bild 5).
Aufgrund der besonderen Bauform des Reiheneinbaugeräts mit Anschlüssen oberhalb und unterhalb der Berührschutzabdeckung eröffnen die neuen REG-Switches von Phoenix Contact die Möglichkeit, wichtige Anschlüsse unterhalb der Abdeckung zu verbinden. Dies hat den Vorteil, dass ein unberechtigtes Lösen der Verbindung nahezu ausgeschlossen ist. Die Anschlüsse oberhalb der Abdeckung kann der Anwender für die Vernetzung von Komfortfunktionen wie TV, WLAN oder Türsprechstation verwenden. Aktiv versorgte Teilnehmer lassen sich mit der PoE-Variante des REG-Switches gemäß dem Standard IEE 802.3at mit bis zu 30 W beliefern. Das ermöglicht eine einfache und sichere Versorgung von PoE-Kameras oder Türsprechanlagen. phoe.co/UnmanagedREGswitch
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