Die nächste Generation der Gebäudeautomation? - Das Forschungsprojekt Next Generation of Building Automation Technology - NextGenBAT
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Die nächste Generation der Gebäudeautomation? Das Forschungsprojekt Next Generation of Building Automation Technology
Status quo der Gebäudeautomation
Komponenten-
■ Anforderung autarker und robuster Installateure
hersteller
Betrieb M
T T T
Feldgeräte-
T T T hersteller
■ Herausforderung Interoperabilität M M M
T T T T T T
■ Zeit- und Kostendruck
Planer
■ Informationsverlust über die
e = w-x z
w u us y
Planungsphasen -
Regler
Stellein-
richtung
Regel-
strecke
x
Messein-
■ Beschränkte Möglichkeiten zur richtung
Aktualisierung
Cloudanbieter
Systemintegratoren Programmierer
2 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Neue Technologien in der GA
Internet of Things und Cloudservices
■ Internet of Things (IoT)
≡ Dinge, die mit dem Internet verbunden sind
Direkte Verbindung
■ Versprechen
≡ Reduzierung der Hardwarekosten durch Cloudservices
= Allokation von Speicherkapazitäten Edge Device
= Allokation von Rechenkapazitäten
≡ Weltweiter Zugriff
= Echtzeitvisualisierung von Betriebsdaten
= Wartung remote durchführbar
= Updates remote aufspielbar Lokaler
= … Server
3 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Die nächste Generation der Gebäudeautomation?
Steuerungs- und
Inbetriebnahmealgorithmen
IP-Konnektivität
Bi-direktionale
Kommunikation Zeitreihen
und
Leichtgewichtiges Metadaten
Protokoll Regressions-
Rechenleistung modelle,
Eindeutige ID Classifier
Verknüpfung
Gateways Von
Datenpunkten
Zeitreihen- und
Metadatenbanken Vorgefertigte
Datenmodelle
Fernkonfiguration
4 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Untersuchung von Lösungsmöglichkeiten
Das Projekt „NextGenBAT“
PHYSEC Interessens- aedifion
gemeinschaft
NextGenBAT
RWTH AutomationOne
5 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Projektziele - RWTH
■ Demonstration Büros mit
≡ Umbau eines Bestandssystems in ein IoT-Cloud-Control-System Deckeninduktionsgeräten
Buskoppler
■ Ermittlung technischer Grenzen zum Betrieb eines IoT-CC-Systems
■ Vergleich und Bewertung von Bestandssystem und IoT-CC-System
■ Ermittlung von Empfehlungen / best practices
VS RLT-
Anlage
Weitwurfdüsen, Volumenstromregler
SPS
6 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Projektziele - AutomationOne
■ Gateway zur drahtlosen Internetanbindung von Feldgeräten
IoT Gateway
A1GW BASIC
IoT Gateway
A1GW WIRELESS
2TE
• Cortex A7 CPU, 528 MHz 4TE
• 512MB RAM, 512MB Flash
• 1 x microSD Card
Wie A1GW BASIC und zusätzlich:
• 2x ETH 2x MAC (WAN/LAN)
• 4G Modem mit Option für 5G
• 1x RS485
• oder LoRa Transceiver
• TPM (Trusted Platform Module)
• oder WLAN/Bluetooth
• Externe I2C Schnittstelle
• 1x digital IN galvanisch getrennt bis 1kV
• 24V Versorgung
• 1x digital OUT galvanisch getrennt bis 1kV
• Web Server für Einstellungen und Konfiguration
• Modbus und BACnet Protokoll
• Phyton Interpreter
8 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Projektziele - aedifion
■ Entwicklung einer cloudbasierten Regelungsentwicklungsumgebung
≡ Definition der Grundlagen für IoT-fähige Gebäudeautomation
■ Redundanzentwicklungen und Fallback-Funktionen auf edge-Ebene
≡ Security by design Prinzip
■ Zusammenarbeit mit Systemintegratoren und Feldgeräte-Entwicklern
9 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Projektziele - Physec ■ Analyse der GA-Sicherheitsanforderungen ■ Entwicklung des Sicherheitskonzepts ■ Identifikation von Sicherheitslücken ■ Schlüssel- und Zugriffs-Management ■ Sichere und effiziente Kommunikationswege in GA-Systemen und intelligente Zugriffskontrolle 10 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Umsetzung Edge-device 11 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019
Umsetzung
Slim-size gateway
LoRa/Sigfox
LTE-M
(CAT M1 / NB IoT)
RS485
4-20 mA Output
Spannungsversorgung
4-20 mA Input
0-10V Output
0-10V Input
Σ = 23.57 €
Gesamtkosten
Konnektoren
Mikrocontroller
12 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019Fazit
■ Es gibt vielversprechende Technologien
≡ Diese erfordern eine objektive Untersuchung
Interessens-
gemeinschaft
■ Interdisziplinäres Konsortium beleuchtet die
Fragestellungen
≡ Aufbau repräsentativer Demonstratoren und
Prototypen
NextGenBAT
■ Gesucht: Feedback aus der Industrie
13 NextGenBAT | FGK KLIMA-Tag | 05.09.2019Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Interessensgemeinschaft
info@nextgenbat.de
www.nextgentbat.de
Wir danken für die finanzielle Unterstützung durch das BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie),
Förderkennzeichen 03ET1657A. Außerdem bedanken wir uns bei unseren Kooperationspartnern.Sie können auch lesen
