building automation | switzerland PC Control 01 | 2014

A Park Hotel Vitznau történelmi épületkomplexumát a Luzerni-tó partján

világszínvonalú, teljességre törekvő épületautomatizálás működteti.

A PC- és BACnet-alapú épületautomatizálás fokozza a hatékonyságot és kényelemérzetet a történelmi falak mögött

Intelligens épületvezérlés a Park Hotel Vitznauban

A közvetlenül a svájci Luzerni-tó partján elhelyezkedő 110 éves épületkomplexum, a Park Hotel Vitznau nem más, mint egy történelmi épületegyüttes ötvözete egy modern, ötcsillagos luxusszálloda által kínált szolgáltatásokkal. Az épület komplex üzemeltetését, hatékony konfigurálását a Beckhoff rendkívül fejlett, több mint 100, BACnet hálózatba kapcsolt PC-alapú épületautomatizálási megoldása végzi. A rendszer maximális kényelmet nyújt a szál-loda vendégeinek, és felsőfokú hatékonyságot az üzemeltetőnek.

Miután az épület műszaki infrastruktúráját a legújabb szabványoknak

megfelelően alakították át, három és fél év alapos felújító munkát követően

2013 márciusában a Park Hotel Vitznau újra kinyitotta kapuit. A négy házra

oszló ingatlan komplexitását valamint az épületautomatizálás bonyolultságát

a szolgáltatások széles köre is jelzi. A hat különböző „galériatípusba” (köztük

a zenei, színházi és pénzügyi „galériák”) sorolt 47 lakosztály mellett két ét-

terem, több, mint 30 000 palack bort tároló hat borpince, és egy hatalmas

fürdőrészleg, orvosi rendelő, valamint számos egyéb szolgáltatóhelyiség egészíti

ki a kínálatot.

A helyiségek és az épületautomatizálás sokoldalú funkciói

Az épület másodlagos tereit érintő infrastruktúra műszaki funkcióinak alapját a

Beckhoff PC-alapú vezérlése adja, amelyet a kivitelező, a svájci Panthek rend-

szerintegrátor cég épített be. Az elsődleges fűtő- és szellőztetőrendszer, vala-

mint a magasabb szintű épületfelügyeleti rendszerek vezérlési és automatizálási

feladataihoz 108 darab BACnet hálózatba kapcsolt, IP-szerverként és kliensként

működő, 1,1 GHz-es Intel® Atom™ processzorral ellátott CX5010 beágyazott PC

biztosítja a szükséges adatkapcsolatot és megfelelő vezérlést.

A vezérelt és felügyelt objektumok az egyéni lakosztályok, a szálloda két ét-

terme, valamint a fürdőrészleg és az orvosi rendelő területe, illetve a szintek

közötti elosztók és a két meteorológiai állomás.

A helyiségek automatizálásánál a világítás, redőnyök, légkondicionálás és a lak-

osztályok szabályozóit egyedileg hozzá lehet rendelni a rendszerhez. Ide tartozik a

padlófűtés és a fürdőszobák tükörfűtése. A helyiségekben tipikusan négy világítási

effektus – azaz a „sötét”, a „közepes”, a „fényes” és a „ki” világítási forgatókönyvek

közül lehet választani. Kiegészítő különleges színeffektusokat használnak,

például a bárban és a fürdő pihenőhelyiségeiben. A világítás szabályozása DALI

szabvánnyal történik a PC-alapú vezérlési rendszerhez csatlakoztatott KL6811

buszterminálon keresztül.

Magasabb szintű beavatkozás a szállodai szobafoglalási rendszeren keresztül

lehetséges. A vendég érkezését megelőző 24 órában a szobát az energiasze-

gény üzemmódból a komfortmódba állítják, amelynek részeként kellemes

hőmérsékletet állítanak be, és megnyitják a vízellátást. A foglalási rendszer a

C6920 ipari PC-n futó TwinCAT-adatbázisszerveren és a TwinCAT FIAS-szerveren

keresztül több lakosztály egybenyitását is lehetővé teszi. Ehhez automatikusan

nyílnak az egymást összekötő ajtók és a telefonokat, csengőket és főkapcsolókat

is ennek megfelelően állítja be a rendszer.

Ugyanehhez a rendszerhez kapcsolódik a két időjárás-állomás is, amelyek

információit központilag értékelik. Az információt – egyebek mellett – arra

használják, hogy a napellenzőket erős széllökések esetén behúzzák, illetve esős

időben becsukják az ablakokat. Mindemellett elégséges „mozgástér” marad

az egyének számára: még abban az esetben is, ha biztonsági okokból vissza-

húzzák a vízszintes ellenzőket, a kiegészítő függőleges ablakrolókat a szoba

automatizált rendszere működteti a vendég igényei szerint. Az egyes homlokza-

tok automatikus árnyékolása a beágyazott PC-vel felszerelt időjárás-állomások

egy másik funkciója.

Moduláris I/O-rendszer: nyitott és rugalmas

A Park Hotel Vitznauban a száznál több beágyazott PC és a körülbelül 90

BK9100 Ethernet TCP/IP- buszcsatlakozó kb. 10 000 I/O adatpontot szolgál ki.

Ezekhez összesen több, mint 1600 buszterminál csatlakozik, amelyek általában

a következőket tartalmazzák:

PC Control 01 | 2014 building automation | switzerland

– KL1408 vagy KL2408 8-csatornás digitális bemeneti és

kimeneti terminál (24 V DC),

– KL2761 1-csatornás univerzális fényerő szabályzó terminál

(230 V AC, 600 VA),

– KL3208 8-csatornás HD analóg bemeneti terminál az ellenállás-érzékelőkhöz,

– KL3464 vagy KL4408 8-csatornás analóg bemeneti és kimeneti

terminál (0 –10 V), valamint összesen:

– 121 KL6041 soros RS485 interfész a Modbus (szobai és egyéb) érzékelőkhöz,

– 112 KL6301 EIB/KNX buszterminál a vezérlő elemekhez és

– 202 KL6811 DALI/DSI elsődleges terminál és tápegység.

Ezek az információk az egyes emeleteken lévő elosztókban „találkoznak”, és ott

dolgozzák fel azokat a beágyazott PC-k. Egy folyosó összes funkcióját egyetlen

CX5010 beágyazott PC vezérli, beleértve például a termálvíz fertőtlenítését,

valamint a hőszivattyú által szállított meleg víz elosztását – ez a meleg víz

adja az energiát a szobák légkondicionálásához a mennyezeten, a padlón és a

kiegészítő klímakonvektorokon (fan coil) keresztül.

A PC-alapú vezérlés nyitottságát és rugalmasságát a BACnet hálózati vezér-

léstechnikába egyszerűen integrált több alrendszer is mutatja. Például a KNX

használatával könnyedén megoldható volt az összes vezérlőgomb beágyazása.

A Park Hotel Vitznau által meghatározott szobai érzékelők – hőmérséklet és

páratartalom, valamint a szellőzés szabályozása - Modbus RTU-val vannak

összekötve. Az alkalmazott audió és videó rendszerek viszont Modbus TCP/IP-n

keresztül kommunikálnak környezetükkel. Mindezt szoftver oldalon nagyobb

költségek nélkül meg lehetett oldani a TwinCAT automatizálási szoftver-

csomaggal és megfelelő kiegészítéseivel. Ugyanez érvényes a szálloda foglalási

rendszerére is, ami szerves része a TwinCAT FIAS szerver és a TwinCAT adatbázis

szerver révén történő átfogó épületautomatizálásnak.

Egy komplex rendszer egyszerű vezérlése TwinCAT

BACnet/IP segítségével

A TwinCAT BACnet/IP segítségével a beágyazott PC-k kielégítik az ISO 16484-

5:2010 BACnet szabvány összes követelményét, és ezáltal egy skálázható vezér-

lési platformot biztosítanak az épületautomatizálási rendszerekhez. Számos

további funkciót is bevezettek, melyek túlmutatnak a BACnet épületvezérlők

követelményein. A BACnet protokoll TwinCAT System Manager-be történő

building automation | switzerland PC Control 01 | 2014

Az átfogó épületautomatizálás és integrált BACnet kommunikáció használatával

folyamatosan rendelkezésre áll minden információ, amire a szobák optimális üze-

meltetéséhez szükség van, úgy az épületirányítási rendszer számára, mint az egyes

lakosztályok szempontjából.

Suite 1

Primary systems

MODBUS TCP

BACnet/IP

BACnet/IP

Building management system

ReceptionVisu button(Audio/Video)

°C°C°C°C

Suite n

Suite pooling

Legionella fl ushing

Evaluation

TwinCAT FIAS Server

VentilationHeatCold

WLAN

Guest service

MasterMasterMasterMaster

ReservationBooking

TwinCAT Database Server

Weather safetyAutomatic weather system

A PC-alapú vezérlés egyik legnagyobb előnye a rendszer nyitottsága. Nem jelentett

problémát a Park Hotel Vitznau által meghatározott Modbus RTU szobai érzékelők

zökkenőmentes integrálása sem.

(balról jobbra) Andreas Hutter, a Panthek Projektvezetője és Daniel Rothenberger,

a svájci Beckhoff épületautomatizálási részlegének Értékesítési Vezetője, az egyik

emeleti elosztó előtt

integrálásának köszönhetően egyetlen eszközzel hatékonyan lehet konfigurálni

az I/O buszterminálokat és a BACnet eszközöket. Az „auto-mapping” funkció

csökkenti a programozási munkát és lerövidíti a fejlesztési időt.

A Beckhoff BACnet Building Control (BBC) eszközök funkcióblokkjainak

együttműködését további funkciók egészítik ki. Ennek köszönhetően, a BACnet

objektumok dinamikus generálásával – többek között – időzítők kapcso-

lási ütemtervét és trendobjektumokat lehet létrehozni és konfi gurálni, akár

későbbi időpontban is. A támogatott kliens- és elsődleges (master-) -funkciók

segítségével szinkronizálhatók az elosztott órák. A BBMD (BACnet Broadcast

Management Device) szolgáltatásokat beépítették a TwinCAT BACnet/IP-be

annak érdekében, hogy az elosztott hálózatokban sokrétűen használhassák. A

BBMD (BACnet Broadcast Management Device) szolgáltatásokat beépítették

a TwinCAT BACnet/IP-be, annak érdekében, hogy az elosztott hálózatokban

sokrétűen használhassák. A kliensfunkcionalitás keretében a térben távoli esz-

közök (köztük harmadik fél által gyártottak is) integrálása különösen kényelmes.

Ezt a funkcionalitást nagy hatékonysággal lehetett megvalósítani a Park Hotel

Vitznau esetében, főleg azért, mert a Sauter épületfelügyeleti és elsődleges

rendszere kommunikációra szintén a BACnet szabványt használja. Andreas Hut-

ter, a Panthek projektvezetője szerint nagyon egyszerű volt az automatizálási

technológia csatlakoztatása, mert a BACnet/IP-n keresztüli csatlakozás sokkal

áttekinthetőbb, mint a hagyományos Modbus TCP/IP csatlakozás esetében.

Tovább egyszerűsíti a feladatot az a tény, hogy minden egyes CX5010-készülék

önmagában eleve képes BACnet-re csatlakozni.

Kényelmes BACnet megoldás automatikus leképezéssel

(auto-mapping)

A projekt megvalósításának egyszerűsége nem kis részben az auto-mapping

funkciónak köszönhető. BACnet környezetben az adatok mindig objektumok-

kal és azok tulajdonságaival jelennek meg. Ez hasonlóan érvényes a memória

állapotaira (változókra), valamint a hardver input/output és PLC változókra.

Végeredményben ez azt jelenti, hogy az I/O rendszer összes hardver terminálját,

valamint a PLC futásának mindazon állapotát, aminek láthatónak kell lennie a

BACnet felől, BACnet-objektumokkal kell leképezni. A TwinCAT BACnet/IP-vel ez

kényelmesen megoldódik az automatikus leképezéssel, ami jelentősen lerövidíti

a BACnet objektumok összekötéséhez szükséges munkát. Andreas Hutter ezt

így magyarázza: „Ehhez a bonyolult projekthez újrafelhasználható programokat

írtunk. Ezáltal a körülbelül 60 programcsomagot ugyanaz a program irányítja,

ezért rendkívül nagy hasznát látja annak a ténynek, hogy a BACnet nem csak

központilag, a TwinCAT System Managerrel, hanem a megfelelő programból is

közvetlenül konfi gurálható. A System Manager-ben csak az egyedi eszköz jön

létre; minden más az egyes vezérlőprogramokban történik.”

Daniel Rothenberger, a svájci Beckhoff vállalat épületautomatizálási részle-

gének értékesítési vezetője megemlít egy másik szempontot is: „Különösen

fontos, hogy a TwinCAT BACnet/IP számtalan funkcióval és sablonnal könnyíti

meg a tervezést, mivel a BACnet sajátos filozófiát és felfogást igényel. Míg a

kontrollerek hagyományos programozásához valós változókat használnak, a

BACnet objektum további jellemzőket is tartalmaz „aktuális értékként”, például

a minimális és maximális értékeket. A rendszerintegrátornak először ezt kell

megszoknia, és ehhez optimális támogatást nyújt a TwinCAT BACnet/IP.”

PC Control 01 | 2014 building automation | switzerland

Bővebb információ:www.parkhotel-vitznau.chwww.panthek.comwww.beckhoff.com/building

A PC-alapú vezérlésnek és a KL6811 buszterminálon keresztül integrált DALI

kommunikációnak köszönhetően a világítást széleskörűen lehet vezérelni, a

fürdő területén például különleges és színes effektusokkal.