Entwicklung individueller Geräte und Schnittstellen für die Gebäudeautomation

Welche Gebäude- und Anlagenprojekte benötigen individuelle Elektronik?

Entwickelt werden können Sensoreinheiten für Raumtemperatur, Feuchte, CO₂ oder Präsenz, Platinen zum Erfassen potenzialfreier Kontakte und zur Übertragung an ein Zentralsystem oder lokale Steuer- und Anzeigemodule für das Kundengerät. Das Zusammenführen von Zähler- und Energiedaten oder die Überwachung mehrerer Etagen oder Standorte in einer Software sind weitere mögliche Projektumfänge. In jeder Anwendung werden Bedeutung, Aktualisierungszeit und Verhalten bei fehlerhaften Daten schriftlich festgelegt.

Bei Beleuchtung und HLK können ergänzende Ein- und Ausgänge, Sollwert- oder Statusschnittstellen zum vorhandenen Controller geprüft werden. Bei Zutrittsanwendungen wird der Umfang von Identifikation, Ereignisaufzeichnung und Berechtigungsübertragung bestimmt. Aufgaben zum Schutz von Menschen, Brandschutz, Notfallbetrieb und Gebäudesicherheit werden nicht stillschweigend einer universellen Platine zugewiesen. Sie werden mit den zuständigen Teams und anhand der Produktanforderungen gesondert betrachtet. Die zu entwickelnde Funktion und die Verantwortung des Hauptsystems werden klar getrennt.

• Anwendungsspezifische Sensor- und lokale Anzeigemodule
• Platinen für Zähler, Statusinformationen und ergänzende Ein- und Ausgänge
• Definierte Schnittstellen für Beleuchtung, HLK und Zutritt

Wie wird der Umfang eines Modbus- und BMS-Gateways festgelegt?

Ein RS485-Anschluss am vorhandenen Gerät bedeutet nicht, dass sich die gewünschten Daten unmittelbar auslesen lassen. Protokoll, Verbindungseinstellungen, Adresstabelle, Datentypen, Einheiten und beschreibbare Bereiche werden geprüft. Für Modbus-RTU- oder TCP-Schnittstellen legen wir Abfragehäufigkeit, Timeout, Wiederholungsversuche und Verhalten bei nicht antwortenden Geräten fest. Neben der Datenumsetzung durch das Gateway gehört auch die Fehlermeldung an das Zielsystem zur Integration.

Bei einem BMS-Projekt mit BACnet wird der Entwicklungsumfang anhand der Dokumentation der Zielgeräte, benötigter Objekte, Eigenschaften, Dienste und Netzwerkstruktur bewertet. Derselbe Protokollname allein garantiert keine Interoperabilität. Ist eine BTL-Zertifizierung erforderlich, werden die dazugehörigen Prüfungen und Verfahren gesondert geplant; eine bereits vorhandene BACnet-Zertifizierung wird nicht behauptet. Die mit dem Integrator des Kunden erstellte Datenpunktliste und die Abnahmeszenarien sind wesentliche Grundlagen des technischen Angebots.

• Modbus-Registertabelle, Datenskalierung und Fehlermodell
• Prüfung von Unterlagen und Diensten für BACnet-Anforderungen
• Interoperabilitätstests mit dem vorgesehenen BMS

Modbus- und Kommunikationsschnittstellen für Feldgeräte →

Kabelgebundene Sensoren, WLAN oder BLE?

In einem Neubau lassen sich Leitungswege planen. In Bestandsgebäuden können dagegen Verkabelungsaufwand und Betriebsunterbrechungen ausschlaggebend sein. Bei kabelgebundenen Verbindungen untersuchen wir Leitungslänge, Topologie, Terminierung und elektrische Störungen. WLAN wird mit der Netzwerkzugangsrichtlinie des Betriebs abgestimmt, BLE mit Gateway-Platzierung und gewünschter Datenaktualisierung. Etagen, Stahlbeton, Metallschaltschränke und hohe Auslastung gehören zur Bewertung der tatsächlichen Funkabdeckung.

Bei batteriebetriebenen Sensoren ist neben Messintervall und Funkübertragung auch der Wartungszugang wichtig. Wandmontage, Zugang zur Luftströmung und Einflüsse der internen Elektronik auf den Sensor werden in der Mechanikentwicklung geprüft. Bedienabläufe für Installation, Netzwerkanmeldung und Austausch werden festgelegt. Statt eine feste Batterielaufzeit oder Reichweite vorauszusetzen, wird der Entwurf anhand des Prototypenverbrauchs und beispielhafter Messungen im Gebäude angepasst.

• Bewertung von Feldverkabelung und Funkabdeckung
• Sensorposition, Gehäuse- und Montagekonstruktion
• Planung von Installation, Austausch und Wartung

Wie arbeiten lokale Funktionen und zentrale Software zusammen?

Bei einer Sollwertänderung oder einem Fernbefehl sind Senden, Annehmen und Ausführen unterschiedliche Ereignisse. In der Embedded-Software werden Anfangszustand, Priorität lokaler und entfernter Berechtigungen und das Verhalten ohne Kommunikation festgelegt. Details wie das Verhindern einer erneuten Ausführung veralteter Befehle nach Wiederverbindung werden anhand der Projektanforderungen gelöst. Letzter Messaktualisierungszeitpunkt und Gerätezustand bleiben in der Zentrale sichtbar.

Bei der Entwicklung eines Servers oder Webportals werden Beziehungen zwischen Standort, Etage, Gerät und Datenpunkt aufgebaut. Benutzerrollen, Alarmbestätigung, Wartungsprotokolle und historische Trends werden passend zum Arbeitsablauf gestaltet. Bleibt das BMS die Hauptsoftware, werden Grenzen der ergänzenden Anwendung und Datenverantwortlichkeit festgelegt. Netzwerkzugriff, Geräteauthentifizierung und Softwareupdates werden mit der IT-Abteilung geplant. Eine direkte Freigabe der Feldverbindung ins Internet ist keine standardmäßige Entwicklungsentscheidung.

• Lokale und entfernte Berechtigungen sowie Verhalten bei Verbindungsverlust
• Datenmodell für Standort, Geräte und Datenpunkte
• Zugriffs- und Updateabläufe im Einklang mit der IT-Richtlinie

Individuelles Energiemonitoring für Anlagen- und Maschinendaten entwickeln →

Wie wird eine Gebäudeintegration vor dem Einsatz vor Ort getestet?

Bei einem Gateway, das beispielsweise verschiedene Zähler und Umgebungssensoren in einem Bestandsgebäude erfassen soll, werden zunächst Unterlagen der tatsächlichen Geräte und ihre Datenpunkte zusammengestellt. Der Laborprototyp wird mit repräsentativen Geräten betrieben. Einheiten, Skalierung und Vorzeichen werden geprüft. Derselbe Wert wird auf dem lokalen Gerätedisplay, im Gateway-Protokoll und in der zentralen Software verglichen. Dabei wird sichergestellt, dass fehlende oder fehlerhafte Antworten nicht als normale Messwerte erscheinen.

Auf einer Pilotetage werden Stromausfall, Netzwerkausfall, Geräteaustausch und Neustart getestet. Leitungen, Schaltschrankmontage, Antenne, Serviceanschluss und Installationsdauer werden gemeinsam bewertet. Die Abnahmeliste umfasst auch die sichtbaren Ergebnisse in der Zielsoftware des Integrators. Befunde werden dem jeweiligen Hardware- und Softwarestand zugeordnet. Sind Zertifizierungen oder Interoperabilitätsprüfungen durch Dritte erforderlich, werden Vorbereitung, zuständige Stellen und Kosten gesondert festgelegt.

• Datenvalidierung mit realen Geräten und dem vorgesehenen BMS
• Tests zu Unterbrechung, Fehlern, Geräteaustausch und Neuinstallation
• Bewertung von Montage und Nutzung auf einer Pilotetage oder an einem Pilotstandort

Welche Unterlagen erhalten Integrator und Produkteigentümer?

Auf Wunsch schließen wir ein NDA ab, bevor Sie technische Projektdetails teilen. Gebäudeabläufe, Geräteidee und besondere Integrationsinformationen des Kunden werden im Rahmen der Entwicklung verwendet. Kundeneigene Arbeiten werden nicht in unseren Produktkatalog aufgenommen. Aufgabe der zu entwickelnden Einheit, Zielgeräte, Softwareverantwortlichkeiten und Abnahmeschritte werden zu Beginn geklärt. Änderungen werden während des Projekts dokumentiert und verwaltet.

Zum Projektabschluss übergeben wir projekteigenen Quellcode, Schaltpläne und PCB-Dateien, mechanische CAD-Daten im vereinbarten Umfang und technische Unterlagen. Datenpunktmodell, Konfigurationsbeschreibung, Anschlusszeichnungen, Build- und Programmieranleitungen sowie Prüfprotokolle werden in der Lieferliste definiert. Lizenzen für Bibliotheken und Komponenten Dritter bleiben gewahrt. Schnelle PCB-Fertigung und Bestückung bieten wir ausschließlich für den Prototypen- und Validierungsbedarf von VOMRO-Kundenentwicklungen an.

• NDA und von Anfang an definierte Verantwortungsgrenzen
• Quellcode, PCB/CAD und Anschlussunterlagen
• Eine für das Integrationsteam nutzbare Datenpunktliste