In der Gebäudeautomatisierung geht der Trend zu multimedialer Vernetzung. Dazu müssen aber Geräte über verschiedenste Bussysteme und Protokolle miteinander kommunizieren. Peaknx sieht das auf den ersten Blick vorherrschende Chaos eher als Chance und bringt statt des bisherigen Einheits- oder Standardisierungsgedankens eine ganz andere Sichtweise ins Spiel. Der Spezialist für die Hausautomation stellt einen neuen Server vor, der als Bus-Dolmetscher eine durchgängige Verbindung zwischen allen technischen Einrichtungen im Gebäude schafft.

Neben dem Trend zu multimedialer Vernetzung wird auch die Kommunikation über verschiedene Gewerke hinweg zunehmend Standard. Dieses Internet der Dinge (IoT), also die Vernetzung von Weißer, Brauner und Roter Ware (Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik und Heizungsgeräte) soll den Mehrwert bei der Gerätenutzung steigern und mehr Komfort durch neue (Fern-)Bedienmöglichkeiten schaffen. Dazu müssen aber Geräte mit verschiedensten Bussystemen und Protokollen miteinander kommunizieren. Einen neuen Ansatz dafür schafft der zentrale Gebäude-Server, der quasi als Bus-Dolmetscher eine durchgängige Verbindung zwischen allen technischen Einrichtungen im Gebäude schafft. Doch welche Chancen eröffnet dieser Weg?

Busvielfalt ist Trumpf

In der menschlichen Kultur wird die Sprache gerne als Ausdruck unterschiedlicher Einstellungen oder Anschauungen in den verschiedensten Situationen gesehen. Mensch wie Technik haben dabei durchaus Gemeinsamkeiten: Beispielsweise verwenden beide in bestimmten Gebieten spezialisierte Sprachen und Ausdrücke. So gibt es eindeutige, kurze Befehle z. B. beim Militär, Eskimos haben viele unterschiedliche Ausdrücke für die verschiedenen Arten von Eis und die Einwohner auf den kanarischen Inseln verwenden eine weit über die Täler tragende Pfeifsprache.

Ebenso vielfältig sind die „technischen Sprachen“ im Gebäude und darum herum, also der Einsatz der unterschiedlichen Bus-Systeme mit ihren unterschiedlichen Protokollen. Diese Vielfalt hat durchaus ihre Berechtigung: Je nach Einsatzbereich muss hier von einfachen, nicht zeitkritischen Daten bis hin zu komplexen, zeit- und sicherheitskritischen Vorgängen alles übertragen werden. Bei Funklösungen ist beispielsweise mal geringster Eigenenergieverbrauch wichtig, an anderer Stelle möglichst hohe Störungssicherheit. Eine Busvielfalt auch im Gebäude ist daher die beste Möglichkeit, das optimale Ergebnis für den Anwender zu erzielen, erschwert jedoch die übergreifende Kommunikation. Hier hilft der elektronische Dolmetscher in Form eines zentralen elektronischen Hausmeisters weiter.

Komfortablere Gerätenutzung

Diese neue Vorgehensweise bringt vielfältige Vorteile: So muss kein Anwender mehr auf einen neuen, gemeinsamen Standard warten, sondern kann sofort in die verfügbare Technik einsteigen. Gleichzeitig ist auch ein Investitionsschutz für bestehende Systeme gegeben, denn sie können so auch zukünftig mit neuen technischen Errungenschaften kommunizieren. Der Hauptvorteil aber ist, dass in jedem Bereich die optimalen, dem aktuellen Stand der Technik entsprechenden Geräte eingesetzt werden können, ohne Kompromisse bei Geschwindigkeit, Sicherheit oder Installations- und Betriebskosten eingehen zu müssen. So kann der Anwender leicht das optimale Produkt für seinen Einsatzfall wählen, ohne auf die Vernetzung im Umfeld zu achten.

Ziel der klassischen Vernetzung von Weißer, Brauner und Roter Ware ist es, den Mehrwert bei der Gerätenutzung zu steigern und mehr Komfort durch neue (Fern-)Bedienmöglichkeiten zu schaffen. Hinzu kommen bereits bestehende Anlagen zum Beispiel für Solarstromgewinnung und -speicherung sowie Elektrofahrzeuge mit intelligentem Ladeterminal, die zukünftig sicher noch zahlreicher werden. Sie alle verteilen die nötigen Daten intern mit ihren auf die jeweilige Aufgabe zugeschnittenen Protokollen. Um die Busse miteinander kommunizieren zu lassen, ist es daher nötig, die unterschiedlichen Protokolle für den jeweiligen Kommunikationspartner zu übersetzen.

Miniatur Steckverbinder für sichere Signalübertragung 

Diese Aufgabe ist nicht leicht, aber es müssen ja auch nicht alle Daten für alle Busse übersetzt werden. Steuerungsinterne Blöcke wie die Abgastemperatur am Kesselausgang der Heizung, die Drehzahl der Verteilungspumpe oder die Ausgangsspannung der Solarpaneele vor dem Wechselrichter interessieren andere Busse in der Regel nicht. Von Interesse sind vielmehr allgemeine Aussagen wie Heizwassertemperatur, Netzspannung am Wechselrichter oder überschüssige Leistung für die Einspeisung oder die Akkuaufladung im E-Fahrzeug.

Multibusserver in der Praxis

Praktisch sieht das dann so aus, dass die zentrale Anlaufstelle für die Gebäudeautomation, also der elektronische Hausmeister in Form des Control Pro Panel Computers multibusfähig werden. Die zukünftigen IoT-fähigen Geräte stellen dann auf ihrem Bus die für andere Geräte interessanten Daten zentral bereit. Der Multibus-Server übersetzt die eingetroffenen oder auch dediziert angeforderten Daten dann in die jeweils benötigten Formate. Intelligente Protokollkonverter übernehmen dabei die vollständige Protokollkonvertierung, am Automatisierungsgerät selbst sind keinerlei Hard- oder Software-Änderungen notwendig.

So kann beispielsweise das Bügeleisen ausgeschaltet werden, sobald das Haus merkt, dass keiner im Haus ist. Solch kleine Hilfestellungen sind im Zeitalter des IoT leicht einzurichten. Auch eine Anwesenheitssimulation in Verbindung mit einer Alarmanlage ist so möglich. Eher an den Bereich der industriellen Automation oder auch gewerblichen Gebäudeautomation angelehnt sind weitere Funktionen wie das Strommanagement. Hier müssen beispielsweise die Leistung der Solarpaneele, günstige Netzstromkosten zu unterschiedlichen Zeiten, der Stand des hauseigenen Speicherakkus und der Ladezustand des E-Fahrzeuges verglichen werden.

Die Kommunikation der einzelnen Steuerungen miteinander unter Einbindung intelligenter Algorithmen erlauben es dann immer, die kostengünstigste Variante des Stromeinsatzes/Energieeinsatzes auszuwählen. Dass im Auto dabei ein CAN-Bus, im Haus der KNX-Bus und in der Solaranlage womöglich noch ein weiterer Bus beteiligt ist, spielt keine Rolle mehr. So kann im Auto bewährte Technik genutzt werden, während im Haus preiswerte Kabel die Kommunikation sichern und in der Solaranlage auf geringsten Eigenstromverbrauch ausgelegte Komponenten den Wirkungsgrad bei trübem Wetter verbessern. Jeder Bus kann so seine „ökologische Nische“ besetzen und im Zusammenspiel ergibt sich ein optimal funktionierendes System, das Kosten senkt und Investitionen für die Zukunft sichert.

Leistungsfähige Hardware und flexible Software

Um eine Gebäudeautomatisierung auf dem Stand der Technik zu halten, sind zwei Komponenten wichtig: eine leistungsfähige, auf zukünftig steigenden Datenfluss ausgelegte Hardware und eine sehr flexible Software, die sich allen Neuerungen anpassen kann. Der Hausautomatisierer liefert daher mit dem Control Pro Panel Computer eine Standard-Hardwarebasis und bietet für ambitionierte Nutzer, die auch selbst gestalten möchten, ein Software Development Kit für erweiterte Programmiermöglichkeiten.

Jede Software, die mit dem SDK implementiert wird, arbeitet unabhängig von der gerade eingesetzten physikalischen Verbindung. Das Kit übernimmt die komplette Übertragung der Datenströme in den unterschiedlichen Übertragungswegen. So kann beispielsweise in KNX-Netzwerken über USB, TP-UART oder IP-Gateway kommuniziert werden. Dazu werden logische PNX Treiber eingesetzt, um einen einfachen Zugang zu jeder Art von KNX-Netzwerken zu gewährleisten. Ziel ist es, dass der Nutzer, der die Applikationslogik implementiert, sich keine Gedanken über den Verbindungstyp mehr machen muss.

Bild oben: Moderne Technik spricht heute mit vielen Zungen, babylonische Wolkenkratzer sind Realität.