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PC-based Control von Beckhoff für die gewerkeübergreifende Regelung von Heizung, Lüftung und Klima © Beckhoff
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PC-based Control für Heizung, Lüftung, Klima

PC-based Control zur intelligenten Regelung von Heizung, Lüftung und Klima

Die Regelung von Heizung, Lüftung und Klima spielt eine große Rolle in der Gebäudeautomation, sowohl, was das Wohlbefinden der Nutzer angeht, als auch in Bezug auf den Energieverbrauch und den Schutz des Gebäudes an sich. Beckhoff stellt, neben dem Standard-Hardwareportfolio zur Integration aller Datenpunkte, das Softwaretool TwinCAT 3 Building Automation (TF8040) zur Verfügung, das den gesamten Funktionsumfang einer intelligenten Gebäudeautomation abdeckt.

Die Softwarebibliothek TwinCAT 3 Building Automation bietet Programmierern und Anwendern folgende Vorteile: effiziente Parametrierung und Inbetriebnahme, gleichbleibend hoher Anlagenfunktionsumfang, gute Lesbarkeit und Erweiterbarkeit der Programme als Voraussetzung für die langjährige Wartbarkeit und Erweiterbarkeit der Anlagen, Verbesserung der Wiederverwendbarkeit erstellter Vorlagen für Anlagen oder Anlagenbaugruppen, leichte Einarbeitung des Servicepersonals, Vorgabe einer klaren, objektorientierten Programmstruktur sowie gute Dokumentierbarkeit der Programme.

Systemübersicht

Der Beckhoff-Automatisierungsbaukasten bietet skalierbare Steuerungskomponenten in allen Leistungsklassen und Bauformen, aus denen eine leistungsgerechte Steuerungsplattform zur HLK-Regelung konfiguriert werden kann.
Der Beckhoff-Automatisierungsbaukasten bietet skalierbare Steuerungskomponenten in allen Leistungsklassen und Bauformen, aus denen eine leistungsgerechte Steuerungsplattform zur HLK-Regelung konfiguriert werden kann.

Beckhoff-Technologie-Highlights für die Steuerung von Heizung, Lüftung und Klima

Durch die intelligente Vernetzung aller Gewerke, von der Heizung, Lüftung und Klima über die Raumautomation, die Medientechnik bis hin zum Bedienen und Beobachten, ist PC-based Control die optimale Steuerungsplattform zur Realisierung energieeffizienter Gebäude.
Durch die intelligente Vernetzung aller Gewerke, von der Heizung, Lüftung und Klima über die Raumautomation, die Medientechnik bis hin zum Bedienen und Beobachten, ist PC-based Control die optimale Steuerungsplattform zur Realisierung energieeffizienter Gebäude.

Intelligente Gebäudesteuerung mit PC-based Control

Die PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff hat sich seit 1980 weltweit in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen, von der Maschinensteuerung über die Automatisierung von Windkraftanlagen bis hin zur Gebäudeautomation und zur AV- und Medientechnik, bewährt. Was vor 40 Jahren als Außenseiterposition galt, entwickelte sich sehr schnell zu einem Standard in der Automatisierungsbranche. Es folgten kontinuierlich innovative Produktentwicklungen, welche die PC-based-Control-Philosophie von Beckhoff untermauerten und heute als Meilensteine in der Automatisierungstechnik gelten, wie zum Beispiel das modulare Busklemmensystem, EtherCAT, der Highspeed-Feldbus, oder der Embedded-PC. Basis für die universelle Einsetzbarkeit der Beckhoff-Steuerungslösung ist ihre Modularität, ihre leistungsmäßige Skalierbarkeit und ihre Offenheit gegenüber anderen Systemen und Tools.

Die PC-basierte Steuerungsplattform ermöglicht die integrale und durchgängige Automation aller Gewerke: von der Heizung, Lüftung und Klimatisierung, über die Raumautomation, inklusive Beleuchtung, Sonnenschutz und Fenstersteuerung, die Fernwartung und Energiedatenerfassung bis zum Bedienen und Beobachten. Hierfür bietet Beckhoff einen umfangreichen Baukasten an Hard- und Softwarekomponenten, der sowohl in einzelnen Gewerken als auch systemübergreifend genutzt werden kann. Robuste Industrie-PCs oder Embedded-Controller mit TwinCAT als durchgängiger Automatisierungssoftware bilden quasi das Herz der Steuerung und integrieren SPS, Visualisierung, Motion Control, Sicherheitstechnik und messtechnische Aufgaben. Die gesamte Sensorik und Aktorik wird von den Beckhoff-I/O-Systemen erfasst: von der tageslichtabhängigen Beleuchtungs- und Fassadensteuerung über die Steuerung von Heizung, Lüftung, Klima bis zur Showlight-, Sound- und Projektionssteuerung. EtherCAT, das echtzeitfähige Feldbussystem, sorgt für die nötige Kommunikationsgeschwindigkeit. Durch die Unterstützung aller gängigen Protokolle und Schnittstellen der Medien- und Gebäudetechnik ist die Beckhoff-Automatisierungsplattform in der Lage, alle branchentypischen Geräte und Systeme anzusprechen. Aufgrund der Modularität des Systems muss bei einer Funktionserweiterung lediglich ein neues I/O-Signal in den Klemmenstrang integriert werden. Die Programmierung und Konfiguration der verschiedenen Gewerke und ihrer Funktionalitäten erfolgt mit TwinCAT über eine einheitliche Software. Es stehen diverse Softwarebausteine für Diagnosefunktionen und zur Konfiguration zur Verfügung, wodurch sich das Engineering erheblich vereinfacht.

Ihr Vorsprung mit PC-based Control:

  • Wirtschaftlichkeit: von der Investition über die Umsetzung bis zur Nutzung
  • Zukunftsfähigkeit: mit Technologien von heute für die Anforderungen von morgen
  • einfache Vernetzung: alle Informationen stehen in einem System zur Verfügung
  • Flexibilität: um auf die individuellen Bedürfnisse der Nutzer zu reagieren – auch während der Nutzung
  • hohe Verfügbarkeit: durch Verwendung offener Standards

Mit rund 100 Signalarten steht Anwendern ein umfangreiches EtherCAT-I/O-Klemmenportfolio zur Verfügung.
Mit rund 100 Signalarten steht Anwendern ein umfangreiches EtherCAT-I/O-Klemmenportfolio zur Verfügung.

EtherCAT-I/O-Klemmen automatisieren jede Funktionalität in der Gebäudetechnik

1995 hat Beckhoff die Busklemme auf den Markt gebracht, die sich seitdem zu einem der wichtigsten Technologiestandards der Automatisierungstechnik entwickelt hat. Im Jahr 2003 folgte die Entwicklung des schnellen Kommunikationssystem EtherCAT. Von Beckhoff als offenes System auf den Markt gebracht, wurde es innerhalb weniger Jahre zu einem Weltstandard in der Automatisierung. Mit rund 100 Signalarten steht Anwendern ein umfangreiches EtherCAT-I/O-Klemmenportfolio zur Verfügung, das sowohl hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit als auch seiner Varianz hervorragend geeignet ist, um jede Funktionalität in gebäudetechnischen Anwendungen zu automatisieren. Durch die Busklemmen kann eine Vielzahl an einfachen Gebäude-Bussystemen, wie beispielsweise KNX/EIB, DALI-2, DMX, M-Bus, BACnet MS/TP etc., in die Steuerung integriert werden. Damit sind Kompatibilität und Durchgängigkeit zum bestehenden System gewährleistet; bestehende und zukünftige Investitionen werden geschützt.

Im Unterschied zu den Busklemmen, bei denen das Feldbussignal im Buskoppler auf den internen, feldbusunabhängigen Klemmenbus umgesetzt wird, bleibt das EtherCAT-Protokoll bei EtherCAT-Klemmen bis zur einzelnen Klemme vollständig erhalten. Durch die EtherCAT-I/Os ist es möglich, DMX und SMPTE-Timecode in die Steuerung zu integrieren.

Mit rund 1000 verschiedenen Busklemmen gilt das Beckhoff-I/O-System als das wohl umfangreichste auf dem Markt. Die Komponenten erlauben dem Anwender, frei mischbare Signalzusammenstellungen je Station zu betreiben. Damit kann ein einziger dezentraler Ein-/Ausgangsknoten alle benötigten Signale abbilden.
Mit rund 1000 verschiedenen Busklemmen gilt das Beckhoff-I/O-System als das wohl umfangreichste auf dem Markt. Die Komponenten erlauben dem Anwender, frei mischbare Signalzusammenstellungen je Station zu betreiben. Damit kann ein einziger dezentraler Ein-/Ausgangsknoten alle benötigten Signale abbilden.

Der universelle Grundbaustein für die Automatisierung von Gebäuden: die Beckhoff Busklemme

Die Verdrahtung der I/O-Signale erfolgt dezentral an Feldbusgeräten oder zentral an der Steuerung. Die verfügbaren herstellerspezifischen Feldbusgeräte mit fester Ein-/ Ausgabekonfiguration und Bauform machen es erforderlich, dass oft ein ganzes Bündel von Geräten mit ähnlichen Funktionen eingesetzt werden muss. Aus dieser aufwendigen Signalerfassung resultieren hoher Material-, Installations-, Planungs- und Dokumentationsaufwand sowie hohe Kosten bei späteren Änderungen oder Erweiterungen. Lagerhaltung und Servicepersonal werden unnötig belastet. Mit den Busklemmen hat Beckhoff 1995 ein offenes und feldbusneutrales I/O-System auf den Markt gebracht, das aus elektronischen Reihenklemmen besteht. Der Kopf einer elektronischen Reihenklemme ist der Buskoppler, mit der Schnittstelle für den Feldbus; es stehen Buskoppler für alle führenden Feldbussysteme zur Verfügung. Mit den Masterklemmen stehen Feldbusfunktionalitäten auch in Form einer Standardbusklemme zur Verfügung. Dies ist besonders für Bussysteme von Vorteil, die als Subsystem in ein übergeordnetes System integriert werden. Damit wird nur ein System für das Subsystem und die übergeordnete Busanschaltung benötigt. Die Masterklemmen sind für folgende Gebäude-Bussysteme verfügbar: BACnet MSTP, DALI-2, DMX, SMI, EnOcean, Modbus, KNX/EIB, LON, MP-Bus und M-Bus.

Beckhoff-Produkt-Highlights für die Steuerung von Heizung, Lüftung und Klima

Mit TwinCAT 3 Building Automation bietet Beckhoff für die Gebäudeautomation einen äußerst flexiblen und umfangreichen Baukasten aus Hardware- und Softwarekomponenten an. Alle Komponenten sind so aufeinander abgestimmt, dass sie dem Systemintegrator - angefangen bei der SPS über die Einbindung des Kommunikationsprotokolls bis hin zur Erstellung der Anlagenvisualisierung - ein durchgängiges und effizientes Engineering aller Gewerke ermöglichen und die Entwicklungskosten reduzieren.
Mit TwinCAT 3 Building Automation bietet Beckhoff für die Gebäudeautomation einen äußerst flexiblen und umfangreichen Baukasten aus Hardware- und Softwarekomponenten an. Alle Komponenten sind so aufeinander abgestimmt, dass sie dem Systemintegrator - angefangen bei der SPS über die Einbindung des Kommunikationsprotokolls bis hin zur Erstellung der Anlagenvisualisierung - ein durchgängiges und effizientes Engineering aller Gewerke ermöglichen und die Entwicklungskosten reduzieren.

TwinCAT 3 Building Automation: das umfangreiche Softwarepaket für die Gebäudeautomation

Um das Engineering von Anwendungen in der Gebäudeautomation so effizient und einfach wie möglich zu gestalten, hat Beckhoff einen umfangreichen Baukasten an Softwaretools, -bibliotheken und Applikationsbeispielen entwickelt. Als Grundwerkzeug dient die kostenlose Programmierumgebung TwinCAT Engineering (TE1000). Sie ermöglicht eine freie Programmierung nach IEC 61131-3 und eröffnet dem Systemanwender ein Maximum an Flexibilität bei der Lösung seiner Aufgaben.

Die Basisfunktionen zur Automation aller technischen Ausbaugewerke der Gebäudeautomation - von einfachen Logikbausteinen über PID-Regler bis hin zur sonnenstandabhängigen Lamellennachführung der Jalousien - sind in der Gebäudeautomationsbibliothek TC3 Building Automation (TF8040) enthalten. Mit den Funktionsbausteinen der TC3 Building Automation steht dem Systemintegrator ein umfangreiches Portfolio fertiger Applikationen, die sogenannten Templates, zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um praxiserprobte und ausführlich dokumentierte Programmbausteine, die von Anwendungen in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik bis hin zu den Raumautomationsfunktionen des Sonnenschutzes und der Lichtsteuerung reichen. Sie vereinfachen dem Systemintegrator die Einarbeitung in das System und gewährleisten eine hohe Anlagenfunktionalität. Dadurch erhöht sich die Qualität der Ausführung sowie die Wiederverwendbarkeit und Wartbarkeit der erstellten Programme. Zur Einbindung der Beckhoff-Automationsstationen in eine Management- und Bedienebene (MBE) ist die Kommunikation via BACnet und OPC UA gleich in die Templates integriert.

Die Anlagenbedienung und -parametrierung kann vor Ort am Schaltschrank via Touch-PC oder aus der Ferne mittels einer integrierten HTML5-Web-Visualisierung erfolgen. Zur Unterstützung bei der Inbetriebnahme, der Anlagenparametrierung und der Wartung bietet sich die webbasierte Visualisierungslösung TwinCAT HMI (TF2000) an. Die TwinCAT HMI unterstützt alle grundlegenden Bedien- und Monitoringfunktionen der Gebäudeautomation, wie Anlagengrafiken, Alarm- und Ereignislisten, Zeitschaltplanung und Trends.

Beckhoff bietet mit TwinCAT BACnet eine vollständige Produktlinie, welche sich durch hohe Skalierbarkeit auszeichnet: Angefangen von der kompakten ARM-basierten Steuerung CX8191, die bis zu 750 BACnet-Objekte unterstützt, über Panel-PCs in verschiedenen Bildschirmgrößen bis zum CX51xx oder den Industrie-PCs der Serie C60xx, auf denen mehrere tausend BACnet-Objekte zentral gesammelt und verarbeitet werden können, sind die Geräte uneingeschränkt als BACnet-Building-Controller (B-BC) einsetzbar. Mit der Klemme EL6861 können Geräte über BACnet MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) einfach und sicher aufgeschaltet und in das BACnet-Netzwerk integriert werden.
Beckhoff bietet mit TwinCAT BACnet eine vollständige Produktlinie, welche sich durch hohe Skalierbarkeit auszeichnet: Angefangen von der kompakten ARM-basierten Steuerung CX8191, die bis zu 750 BACnet-Objekte unterstützt, über Panel-PCs in verschiedenen Bildschirmgrößen bis zum CX51xx oder den Industrie-PCs der Serie C60xx, auf denen mehrere tausend BACnet-Objekte zentral gesammelt und verarbeitet werden können, sind die Geräte uneingeschränkt als BACnet-Building-Controller (B-BC) einsetzbar. Mit der Klemme EL6861 können Geräte über BACnet MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) einfach und sicher aufgeschaltet und in das BACnet-Netzwerk integriert werden.

Die BACnet-Lösung von Beckhoff: skalierbare Performance und hoher Funktionsumfang

Die internationale BACnet-Norm, welche die Interoperabilitat in der Gebäudeautomation zwischen Geräten verschiedener Hersteller gewährleistet, gewinnt zunehmend an Bedeutung und wird ständig um neue Funktionen ergänzt. TwinCAT BACnet kann auf allen PC-basierten Beckhoff-Hardwareplattformen – bis in die Feldebene – als durchgängiges Ethernet-Protokoll eingesetzt werden. Die hutschienenmontierbaren Embedded-PCs CX8191, CX9020, CX51xx, die Industrie-PCs der Serie C60xx sowie Panel-PCs mit verschiedenen Displaygrößen sind nach der BACnet-Norm ISO 16484-5 Protokoll Revision 14 zertifiziert und bieten eine leistungsmäßig exakt skalierbare Steuerungsplattform. Die hohen Anforderungen öffentlicher und privater Liegenschaftsbetreiber an die unterstützte BACnet-Funktionalität werden gemäß den Vorgaben AMEV BACnet 2017 mit dem Anwendungsprofil AS-B (erweiterte BACnet-Funktionalität) erfüllt.

Durch die Integration des BACnet-Protokolls in den TwinCAT System Manager ist die effiziente Konfiguration der I/O-Busklemmen und der BACnet-Devices mit einem Werkzeug möglich: BACnet-Server und -Clients lassen sich aus der SPS heraus strukturiert anlegen; der Zugriff auf die BACnet-Properties erfolgt direkt aus der SPS. Dies ermöglicht zugleich die effiziente Implementierung von Visualisierungskomponenten. Eine weitere Funktion ist das dynamische Erzeugen von BACnet-Objekten, wodurch nachträglich u. a. Zeitschaltpläne und Trendobjekte erstellt und konfiguriert werden können. Verteilte Uhren lassen sich mit Hilfe der unterstützten Client- und Masterfunktionen synchronisieren. Auch die Anpassung an Sommer- und Winterzeit kann automatisch über die integrierte Betriebssystemfunktionalität erfolgen. Die Überwachung des Hardwarestatus wurde integriert und steht ohne zusätzlichen Aufwand für BACnet-Anwendungen zur Verfügung. Die erweiterten Alarm- und Ereignisdienste, zusätzliche „Primitive Value“-Objekttypen, verbesserte Geräteverwaltung sowie die erhöhte Ausführungsperformance der BACnet Revision 14 wurden in TwinCAT BACnet implementiert und bieten Anwendern weitere Vorteile. Die Beckhoff-Lösung basiert komplett auf Eigenentwicklung, sodass ein hohes BACnet-Know-how vorhanden ist.

Die einfach und komfortabel über Excel konfigurierbare TwinCAT 3 Lighting Solution setzt auf die Vereinfachung aller Arbeitsschritte – vom Engineering bis zur Wartung. Alle typischen Lichtregelungen sind im System integriert, die Anzahl der DALI-Linien ist unbegrenzt. Schnelle Funktionsänderungen, Adressierungen und Erweiterungen sind im Betrieb möglich, ebenso wie DALI-Linien-unabhängige Gruppierungen und tagesverlaufsbezogene Human-Centric-Lighting-Konzepte.
Die einfach und komfortabel über Excel konfigurierbare TwinCAT 3 Lighting Solution setzt auf die Vereinfachung aller Arbeitsschritte – vom Engineering bis zur Wartung. Alle typischen Lichtregelungen sind im System integriert, die Anzahl der DALI-Linien ist unbegrenzt. Schnelle Funktionsänderungen, Adressierungen und Erweiterungen sind im Betrieb möglich, ebenso wie DALI-Linien-unabhängige Gruppierungen und tagesverlaufsbezogene Human-Centric-Lighting-Konzepte.

Mit einfacher Konfiguration effizient zur DALI-2-Lichtlösung

Mit der TwinCAT 3 Lighting Solution stellt Beckhoff eine über Excel konfigurierbare Lichtlösung vor, die vom Engineering bis zur Wartung auf die Vereinfachung aller Arbeitsschritte setzt. Alle typischen Lichtregelungen sind integriert, die Anzahl der DALI-Linien ist unbegrenzt. Bei ausgedehnten Beleuchtungsanlagen können dezentral im Netzwerk installierte Beckhoff-Buskoppler eingesetzt werden, wodurch sich der Verkabelungsaufwand erheblich reduziert. Die Lichtlösung unterstützt außerdem Funktionen wie z. B. die Fernbedienung per Web, den Import und Export von Excel-Daten oder einfache Wartungsmaßnahmen. Mit inbegriffen in die Beckhoff-Lichtlösung sind auch Funktionen für Human Centric Lighting (HCL) sowie die Integration von DALI-2-Sensoren. All diese Funktionen sind auch ohne Programmierkenntnisse einfach zu konfigurieren. Die TwinCAT Lighting Solution ist voll Web- und HTML-fähig, dezentral skalierbar und direkt über Multitouch-Panel bedienbar. Schnelle Funktionsänderungen, Adressierungen und Erweiterungen oder DALI-Linien-übergreifende Gruppierungen sind direkt im Betrieb möglich.

Die Lighting Solution ist voll Web- und HTML-fähig, dezentral skalierbar sowie direkt über Panel bedienbar. Schnelle Funktionsänderungen, Adressierungen und Erweiterungen sind direkt im Betrieb möglich, ebenso wie DALI-Linien-unabhängige Gruppierungen. Auch tageslichtabhängige Human-Centric-Lighting-Konzepte können umgesetzt werden.

Die Vorteile auf einen Blick:

  • größtmögliche Vereinfachung aller Arbeitsschritte für Elektriker, Systemintegratoren und Betreiber
  • leicht konfigurierbar und auch als fertig konfigurierte Plug-and-Play-Lösung verfügbar
  • einfache Erweiterbarkeit und Wartung
  • keine Begrenzung der DALI-Linien
  • DALI-Linien-übergreifende Gruppierung
  • voll Web- und HTML-fähig
  • hardwareunabhängig
  • dezentral skalierbar
  • umfasst alle typischen Lichtregelungen

Beckhoff bietet mit TwinCAT BACnet eine vollständige Produktlinie, welche sich durch hohe Skalierbarkeit auszeichnet: Angefangen von der kompakten ARM-basierten Steuerung CX8191, die bis zu 750 BACnet-Objekte unterstützt, über Panel-PCs in verschiedenen Bildschirmgrößen bis zum CX51xx oder den Industrie-PCs der Serie C60xx, auf denen mehrere tausend BACnet-Objekte zentral gesammelt und verarbeitet werden können, sind die Geräte uneingeschränkt als BACnet-Building-Controller (B-BC) einsetzbar. Mit der Klemme EL6861 können Geräte über BACnet MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) einfach und sicher aufgeschaltet und in das BACnet-Netzwerk integriert werden.
Beckhoff bietet mit TwinCAT BACnet eine vollständige Produktlinie, welche sich durch hohe Skalierbarkeit auszeichnet: Angefangen von der kompakten ARM-basierten Steuerung CX8191, die bis zu 750 BACnet-Objekte unterstützt, über Panel-PCs in verschiedenen Bildschirmgrößen bis zum CX51xx oder den Industrie-PCs der Serie C60xx, auf denen mehrere tausend BACnet-Objekte zentral gesammelt und verarbeitet werden können, sind die Geräte uneingeschränkt als BACnet-Building-Controller (B-BC) einsetzbar. Mit der Klemme EL6861 können Geräte über BACnet MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) einfach und sicher aufgeschaltet und in das BACnet-Netzwerk integriert werden.

Embedded-Controller für BACnet/IP zertifiziert

BACnet (Building Automation Control Network) ist ein standardisiertes, herstellerunabhängiges Kommunikationsprotokoll für die Gebäudeautomatisierung. Verwendung findet es in den Bereichen HLK, Lichtsteuerung, Sicherheits- und Brandmeldetechnik.

Der CX8191 ist eine kompakte, hutschienenmontierbare Ethernet-Steuerung mit einer ARM Cortex™-A9, 800 MHz-CPU. Über die geswitchte Ethernet-Feldbusschnittstelle lassen sich die Protokolle BACnet oder OPC UA betreiben. Wahlweise können K-Bus- oder E-Bus-Klemmen angereiht werden; der CX erkennt in der Hochlaufphase automatisch, welches System angeschlossen ist. Programmiert wird die Steuerung mit TwinCAT 3 über die Ethernet-Schnittstelle.

In Verbindung mit der BACnet-MS/TP-Klemme EL6861 kann der CX8191 auch als Router zu MS/TP-Netzwerken fungieren. Dabei sind mehrere MS/TP-Netzwerke möglich. Zusätzlich können weitere Protokolle und Dienste wie OPC UA, MQTT oder Modbus TCP/RTU betrieben werden. Somit ist der CX8191 ein nahezu universelles Gerät, das von Steuerungsaufgaben bis hin zu Gateway-Funktionen sehr flexibel einsetzbar ist.

Der Embedded-PC CX9020 ist eine äußerst kompakte PC-Steuerung. Ausgestattet mit einem lüfterlosen ARM-Cortex™-A8-Prozessor, mit 1 GHz, eignet sich der CX9020 für den universellen Einsatz als Zonen- und Etagen-Controller. Ein ab Werk belegbares Multioptions-Interface ermöglicht eine Vielfalt an optionalen Erweiterungen: vom Audio-Interface bis zum Feldbusmaster oder -slave.
Der Embedded-PC CX9020 ist eine äußerst kompakte PC-Steuerung. Ausgestattet mit einem lüfterlosen ARM-Cortex™-A8-Prozessor, mit 1 GHz, eignet sich der CX9020 für den universellen Einsatz als Zonen- und Etagen-Controller. Ein ab Werk belegbares Multioptions-Interface ermöglicht eine Vielfalt an optionalen Erweiterungen: vom Audio-Interface bis zum Feldbusmaster oder -slave.

Die kompakte, leistungsfähige Steuerung für Automatisierungs- und Visualisierungsaufgaben im Gebäude

Der Embedded-PC CX9020 eignet sich hervorragend für kleine bis mittlere Projekte im Bereich der Gebäudeautomation. Mit seinen vielfältigen Kommunikationsmöglichkeiten kann er wunderbar in den Gewerken HLK, Raumautomation und Medientechnik eingesetzt werden. Durch die Unterstützung von BACnet, OPC UA, MQTT und Modbus TCP/IP sowie die Anbindung vielfältiger Subsysteme, wie BACnet MSTP, KNX/EIB, LON, DALI/DALI-2, DMX, MP-Bus, M-Bus, SMI, EnOcean und Modbus auf der Busklemmenebene, ist der CX9020 in vielen Bereichen der Gebäudeautomation einsetzbar. In Verbindung mit der Lichtlösung TF8050 kann mit der leistungsfähigen Kleinsteuerung die Beleuchtung ganzer Hallen betrieben werden. In der Raumautomation kommt der CX9020 mit der Gebäudeautomatisierungssoftware TwinCAT 3 Building Automation (TF8040) als Steuerung für Verschattung, Licht und Klimatisierung einiger Räume in Frage. Auch Anbindungen an die Mediensteuerung sind denkbar.

Mit den Embedded-PCs CX51xx hat Beckhoff eine Geräteserie auf den Markt gebracht, die Mehrkern-Technologie auch für Steuerungen der mittleren Leistungsklasse verfügbar macht.
Mit den Embedded-PCs CX51xx hat Beckhoff eine Geräteserie auf den Markt gebracht, die Mehrkern-Technologie auch für Steuerungen der mittleren Leistungsklasse verfügbar macht.

CX51xx als performante Gebäudesteuerung

Der leistungsstarke Embedded-PC CX51xx − in Verbindung mit der Software TwinCAT 3 Building Automation (TF8040) − ist die optimale Steuerungsplattform, um Gebäude mit vielen Datenpunkten zu automatisieren. Mit der CX51xx Serie erhält der Anwender eine sehr performante BACnet-Steuerung, mit der er problemlos mehr als 2000 BACnet-Objekte bearbeiten kann. Natürlich verfügt der CX auch über alle anderen Möglichkeiten der Anbindung, wie OPC UA, MQTT und Modbus TCP auf der IP Ebene, sowie eine große Schnittstellenvielfalt zur Integration von Subsystemen, wie BACnet MSTP, KNX/EIB, LON, DALI/DALI-2, DMX, MP-Bus, M-Bus, SMI, EnOcean, Modbus auf der Busklemmenebene.

Eine DVI-I-Schnittstelle ermöglicht den Anschluss des CX51xx an ein Beckhoff-Panel zum Bedienen und Beobachten. Dabei gestattet die Leistungsklasse des CX51xx, neben der SPS auch eine HMI laufen zu lassen. Über TwinCAT 3 lässt sich auch die Medienwelt wunderbar mit den gängigen Protokollen integrieren. Somit erhält der Anwender eine Steuerung, welche das gesamte Spektrum im Gebäude, von der Heizung, Lüftung, Klimasteuerung über die Raumautomation und Energiemessung bis hin zur Cloud-Anbindung, abdeckt.

Der Embedded-PC CX7000 ist als leistungsfähige und kostengünstige Kleinsteuerung mit der Softwaregeneration TwinCAT 3 nutzbar und lässt sich über Busklemmen oder EtherCAT-Klemmen beliebig erweitern.
Der Embedded-PC CX7000 ist als leistungsfähige und kostengünstige Kleinsteuerung mit der Softwaregeneration TwinCAT 3 nutzbar und lässt sich über Busklemmen oder EtherCAT-Klemmen beliebig erweitern.

CX7000: die vielseitig einsetzbare Kleinsteuerung im Gebäude

Der Embedded-PC CX70xx eignet sich hervorragend zur Realisierung kleiner Stand-alone-Lösungen im Gebäude, wie z. B. einer kleinen Lüftungsanlage. Auch für die Raumautomation ist der CX7000 optimal geeignet. Mit seinen acht integrierten Multifunktionseingängen und vier Multifunktionsausgängen stellt er eine sehr preiswerte Kompaktsteuerung dar. Natürlich ist der CX7000 mit allen Bus- und EtherCAT-Klemmen flexibel erweiterbar, sodass auch Subbussysteme wie KNX/EIB, LON, DALI/DALI-2, DMX, MP-Bus, M-Bus, SMI, EnOcean und Modbus angeschlossen werden können.

Lüfterlose Intel®-Core™-i-Power für die ultrakompakte Industrie-PC-Generation.
Lüfterlose Intel®-Core™-i-Power für die ultrakompakte Industrie-PC-Generation.
Der C6015 eignet sich aber auch hervorragend als Edge-Device zum Verdichten und Sammeln von Daten und macht die Gebäudesteuerung IoT-fähig.
Der C6015 eignet sich aber auch hervorragend als Edge-Device zum Verdichten und Sammeln von Daten und macht die Gebäudesteuerung IoT-fähig.

Extrem platzsparend, flexibel erweiterbar und robust: die neue Generation der ultrakompakten Industrie-PCs

Die mit dem C6015 gestartete Serie ultrakompakter Industrie-PCs hat sich durch ihre flexiblen Einsatzmöglichkeiten äußerst erfolgreich am Markt positioniert. Als robuster Schaltschrank-IPC, ausgestattet mit einer Intel®-Atom™-CPU mit bis zu vier Kernen mit 1,91 GHz, eignet sich der C6015 für Automatisierungs-, Visualisierungs- und Kommunikationsaufgaben. Die geringen Abmessungen von 82 x 82 x 40 mm und die flexiblen Montagemöglichkeiten machen den lüfterlosen Multi-Core-PC zur idealen Steuerung für Anwendungen mit hoher Leistungsanforderung bei minimalem Einbauraum in nahezu allen Bereichen der Gebäudeautomation. Zertifiziert für BACNet/IP, ist der C6015 eine leistungsfähige Steuerung für HLK-Anlagen. Er eignet sich aber auch hervorragend als Edge-Device zum Verdichten und Sammeln von Daten und macht die Gebäudesteuerung IoT-fähig.

Der nur 82 mm x 82 mm x 66 mm große Multicore-Rechner C6017 ergänzt die Familie um eine Variante mit weiteren optionalen Schnittstellen. Wegen seiner hohen Rechenleistung und des lüfterlosen Aufbaus eignet sich der C6025 besonders gut für anspruchsvolle Steuerungsanwendungen, die auch den Aspekt der Green-IT berücksichtigen. Die Grundlage dafür bildet der Prozessor Intel® Core™ i U, der deutlich weniger Energie aufnimmt. Mit dem C6030 stehen Vorteile, wie geringer Platzbedarf, universelle Einsetzbarkeit sowie flexible Montage auch für komplexe Applikationen mit höchsten Leistungsanforderungen zur Verfügung. Der C6032 verfügt über eine weitere Platinenebene für modulare Schnittstellen- und Funktionserweiterungen. Durch die Verwendung von kompakten PCIe-Modulen lässt er sich perfekt an die jeweilige Applikation und das Anforderungsprofil in der Gebäudeautomation anpassen.

Beckhoff bietet ein umfangreiches Portfolio an Energie- und Leistungsmessklemmen für Wartung, Leistungsmessung und Leistungsmonitoring.
Beckhoff bietet ein umfangreiches Portfolio an Energie- und Leistungsmessklemmen für Wartung, Leistungsmessung und Leistungsmonitoring.

Durchgängige Energieverbrauchsmessung in der Gebäudeautomation

Energieeffizienz spielt im Bereich der Gebäudeautomation eine große Rolle. Um Kosten zu sparen, müssen Energieverbräuche gesenkt und Prozesse optimiert werden. Zur Durchführung einer energetischen Betriebsführung von Gebäuden und Anlagen ist es erforderlich, in möglichst kurzen Zeitintervallen die Verbräuche von Wasser, Strom und Wärme zu erfassen. Zur Unterstützung kostenoptimierender Energiemanagementsysteme bietet Beckhoff mit PC-based Control die Möglichkeit, Energiedaten über ein vollständig in die Standardsteuerung integriertes Monitoring-System zu überwachen, zu messen und zu analysieren. Spezifische I/O-Komponenten erlauben die hochpräzise und transparente Erfassung sämtlicher Energiedaten eines Gebäudes. Die Aufbereitung und Analyse der Daten erfolgt über die Steuerungssoftware TwinCAT. Einsparpotenziale können so vollumfänglich ausgeschöpft und die Basis für die DIN EN ISO 50001 hergestellt werden. Mit einem breiten Portfolio an Busklemmen und EtherCAT-Klemmen für das Energiemanagement liefert Beckhoff die passende Technologie für die laufende Überwachung des Energieverbrauchs sowie für die detaillierte Verbrauchsanalyse.

Beckhoff-Klemmen zur direkten Strommessung:

Klemmen zur indirekten Erfassung (Zähler) von Wärme, Gas und Wasser:


Mit der M-Bus-Masterklemme KL6781 bringt Beckhoff eine kompakte Lösung zur Energiedatenerfassung auf den Markt: Wärmemengen-, Wasser- oder Gaszähler mit M-Bus-Schnittstelle werden einfach in das feldbusunabhängige Busklemmensystem integriert und machen externe M-Bus-Gateways überflüssig. Auf der Basis der exakten Erfassung von Energieverbrauchdaten lässt sich der Energieverbrauch eines Gebäudes deutlich optimieren.
Mit der M-Bus-Masterklemme KL6781 bringt Beckhoff eine kompakte Lösung zur Energiedatenerfassung auf den Markt: Wärmemengen-, Wasser- oder Gaszähler mit M-Bus-Schnittstelle werden einfach in das feldbusunabhängige Busklemmensystem integriert und machen externe M-Bus-Gateways überflüssig. Auf der Basis der exakten Erfassung von Energieverbrauchdaten lässt sich der Energieverbrauch eines Gebäudes deutlich optimieren.

Kompakte M-Bus-Lösung macht Spezialhardware überflüssig

Mit der M-Bus-Masterklemme KL6781 erweitert Beckhoff sein Angebot an Energiemessklemmen: Strom-, Wasser-, Gas- oder Energiezähler mit M-Bus-Schnittstelle werden einfach in das feldbusunabhängige Busklemmensystem integriert und machen externe M-Bus-Gateways überflüssig. Die M-Bus-Masterklemme KL6781, im kompakten 12-mm-Gehäuse, erlaubt den direkten Anschluss von bis zu 40 M-Bus-Geräten mit je 1,5 mA Stromaufnahme. Sollen weitere Teilnehmer angeschlossen werden, muss lediglich eine weitere KL6781 in den Busklemmenstrang eingesetzt werden. Die M-Bus-Masterklemme wandelt die Daten des internen Klemmenbusses in M-Bus-konforme Physik um. Hierfür stehen 24-Byte-Daten pro Klemme zur Verfügung. Die Softwarebibliothek TwinCAT PLC M-Bus, die dem Anwender kostenlos zur Verfügung steht, erleichtert die Anbindung von M-Bus-Geräten zahlreicher Hersteller durch vordefinierte Profile.

BACnet-MS/TP-Schnittstelle für den Anschluss von bis zu 64 BACnet-Feldgeräten
BACnet-MS/TP-Schnittstelle für den Anschluss von bis zu 64 BACnet-Feldgeräten

1-Kanal-BACnet-MS/TP-Schnittstelle

Die serielle Schnittstelle EL6861 ermöglicht den Anschluss von BACnet MS/TP (Master-Slave/Token-Passing)-Geräten über eine RS485-Schnittstelle. Bis zu 32 (bei Verwendung von Ultra-Low-Power-Transceivern bis zu 64) MS/TP-Geräte können angeschlossen werden. Die Schnittstelle EL6861 ist nur in Kombination mit TwinCAT und mindestens CX9020 zu verwenden, da der in TwinCAT integrierte Treiber BACnet MS/TP die Kommunikation über das MS/TP-Protokoll (BACnet-Revision 12) umsetzt. Die Konfiguration erfolgt ebenfalls in TwinCAT.

Typischerweise werden folgende Geräte an die EL6861 angeschlossen:

  • Frequenzumformer
  • Pumpen
  • Antriebe (vor allem Ventilantriebe)
  • Raumbediengeräte
  • Kompaktregler (z. B. Volumenstromregler)

Die MP-Bus-Masterklemme ermöglicht den direkten Anschluss von MP-Bus-Slave-Teilnehmern. Der MP-Bus wurde von der Firma Belimo für den Anschluss von Ventilen, Drossel-, Lüftungs- und Brandschutzklappen sowie für Fensterlüftungssysteme entwickelt. Es können bis zu sechzehn Feldgeräte, acht Antriebe und acht Sensoren an die KL6771 angeschlossen werden. Der Prozessdatenaustausch ist feldbusunabhängig. Der Einsatz mehrerer KL6771 an einem Buskoppler oder Busklemmen Controller ist möglich.

Integration von LON-Netzen in eine PC-basierte Gebäudesystemtechnik

Mit der KL6401 unterstützt Beckhoff den internationalen LON-Standard. LON ist ein dezentrales Sensor-Aktor-Netzwerk, bei dem die Teilnehmer direkt untereinander über Netzwerkvariablen (SNVTs) kommunizieren. Es wird typischerweise zur gewerkeübergreifenden Vernetzung innerhalb der Gebäudeautomation, vorzugsweise in Zweckbauten, eingesetzt. Ein LON-Netz besteht aus bis zu 32.000 intelligenten Netzwerkknoten. Sein modularer Aufbau lässt flexible Änderungen und Umgestaltungen zu.

Der Panel-PC CP6606 eignet sich zur Steuerung und Visualisierung aller Gebäudefunktionen.
Der Panel-PC CP6606 eignet sich zur Steuerung und Visualisierung aller Gebäudefunktionen.

Kostengünstig und leistungsstark: der Panel PC für die Steuerung und Visualisierung von Gebäuden

Der Panel-PC CP6606 ermöglicht die Steuerung und Visualisierung aller Gebäudefunktionen. Als kostensparender, aber leistungsfähiger Einbau-Panel-PC der „Economy“-Serie übernimmt der CP6606 sowohl die Steuerung von HLK-Anlagen als auch die Visualisierung. Die Displaygröße von 7 und 10,1" ist ausreichend groß zur lokalen Bedienung und Überwachung der Anlagen. Die Unterstützung von EtherCAT kann genutzt werden, um die benötigten IO-Klemmen und Sub-Bussysteme mit dem Panel-PC zu verbinden. Der zweite Ethernet-Port kann für die Verbindung des Panel-PCs mit anderen Systemen und der GLT verwendet werden, z. B. über BACnet/IP oder das OPC-UA-Protokoll.

TwinCAT integriert das Human Machine Interface direkt in die gewohnte Engineering-Umgebung von Visual Studio®. Die Programmierung entfällt; die Konfiguration erfolgt bequem über den grafischen Editor. So einfach die Konfiguration, so anpassungsfähig das Handling: Unabhängig von Betriebssystem, Browser und Device agiert diese webbasierte Lösung responsive – basierend auf HTML5 und Java Script.
TwinCAT integriert das Human Machine Interface direkt in die gewohnte Engineering-Umgebung von Visual Studio®. Die Programmierung entfällt; die Konfiguration erfolgt bequem über den grafischen Editor. So einfach die Konfiguration, so anpassungsfähig das Handling: Unabhängig von Betriebssystem, Browser und Device agiert diese webbasierte Lösung responsive – basierend auf HTML5 und Java Script.

Mit TwinCAT HMI: schnell zur individuellen Bedienoberfläche

TwinCAT HMI setzt konsequent auf weit verbreitete IT-Standards wie HTML5, Java Script und CSS. Durch die Integration eines vollgrafischen Editors mit einer umfangreichen Toolbox in die gewohnte TwinCAT-Engineering-Umgebung ist die Erstellung umfangreicher Visualisierungsseiten mit wenig Aufwand möglich. Kundenspezifische Funktionen, die nicht Bestandteil der Visualisierungstoolbox sind, können über oben genannte IT-Standards oder auch höhere Programmiersprachen umgesetzt werden. Die erstellten Visualisierungen sind clientseitig plattformunabhängig und responsive. Die leistungsfähige Basisarchitektur ermöglicht zahlreiche Anwendungsszenarien: von der lokalen Panel-Lösung bis zu Multi-Client-, Multi-Server- und Multi-Runtime-Konzepten.

Beckhoff setzt auf IT-Standards:

  • Visual Studio® für das Engineering
  • HTML5 für das Design
  • TLS für die sichere Kommunikation
  • Ausführung der Bedienoberfläche auf jedem HTML-fähigen Browser – unabhängig von Betriebssystem, Auflösung, Display

Beckhoff bietet die Hard- und Softwarekomponenten für IoT-, Big-Data- und Analyse-Anwendungen und die sichere Cloud-Kommunikation.
Beckhoff bietet die Hard- und Softwarekomponenten für IoT-, Big-Data- und Analyse-Anwendungen und die sichere Cloud-Kommunikation.

Easy Engineering: mit Beckhoff-IoT einfach und sicher in die Cloud

Die IoT-Integration in die Standardsteuerung über TwinCAT IoT eignet sich gleichermaßen für Neuprojekte wie für Retrofit-Aufgaben. Dabei kann die IoT-Anbindung wahlweise über die Beckhoff-Steuerung oder zu einer Fremdsteuerung erfolgen – oder auch ganz ohne Steuerung über den Beckhoff IoT-Koppler. Für die einfache und sichere Kommunikation mit der Cloud stehen standardisierte Protokolle wie AMQP, MQTT und OPC UA zur Verfügung. Den direkten mobilen Zugriff auf TwinCAT-Prozessdaten erlaubt die TwinCAT IoT Communicator App. Die lückenlose und zyklussynchrone Datenerfassung erfolgt über TwinCAT Analytics und ermöglicht beispielsweise die vorausschauende Wartung von Anlagen. Systemintegratoren können mit der gewerkeübergreifenden PC-basierten Gebäudesteuerung von Beckhoff den Engineeringprozess verkürzen, auf Planänderungen schneller reagieren und über TwinCAT IoT die Anbindung einer Private- oder Public-Cloud direkt in die Standardsteuerung integrieren bzw. nachrüsten. Die Gebäudebetreiber erhalten über die steuerungsintegrierte Cloud-Anbindung einen schnellen, flexiblen sowie orts- und zeitunabhängigen Zugriff auf alle erfassten Energieverbrauchsdaten. Übersichtliche Trendaufzeichnungen bilden die Grundlage für ein verbessertes Energiemanagement im Smart Building. Gebäude ähnlicher Größe und Nutzungsart können dabei in einem Performance-Benchmark miteinander verglichen werden. Mit Hilfe beliebiger Endgeräte, wie Smartphone, Tablet, Notebook- oder Desktop-PC, kann der Zugriff auf die Anlagen von jedem Ort der Welt erfolgen. Außergewöhnliche Ereignisse im Betriebsablauf, wie z. B. ein sprunghafter Anstieg des Wasserverbrauchs, können als Alarm an den Bediener gemeldet werden. Ein Rohrbruch kann auf diese Weise frühzeitig erkannt und Folgeschäden vermieden werden.

Beckhoff unterstützt den OPC UA als durchgängige Kommunikationsplattform

OPC UA gewinnt auf allen Ebenen der Automatisierungspyramide an Bedeutung: Die Skalierbarkeit reicht vom kleinen 15-kB-Footprint in Embedded-Sensoren bis in die ERP-Ebene bei SAP und in die Cloud. OPC UA hat seinen Ursprung in der Automatisierungstechnik, ist aber branchenneutral und wird somit auch in den Bereichen Gebäudeautomation und Smart Metering zunehmend als durchgängige Kommunikationsplattform eingesetzt. OPC UA bietet Plattformunabhängigkeit vom Betriebssystem und der Sprache sowie Skalierbarkeit vom Sensor bis in die ERP-/Cloudebene. Security-by-Design liefert Sicherheitskonzepte mit Benutzerauthentifizierung, der Signierung von Nachrichten und der Verschlüsselung übertragener Nutzdaten bereits im OPC-UA-Stack. Gerade die Spezifikation von Informationsmodellen macht OPC UA interessant für andere Organisationen. Diese können ihre bestehenden Objekte im UA-Namensraum organisieren, also das „Was-wird-kommuniziert?“ definieren, während OPC UA mit „Wie-wird-kommuniziert?“ den sicheren Transport und die Zugriffsrechte regelt.