Digitale Gebäudeautomation:
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2004
|
| Ausgabe: | 3., vollst. überarb. und erg. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Engineering online library
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 2. Aufl. u.d.T.: Digitale Regelung und Steuerung in der Versorgungstechnik |
| Beschreibung: | XV, 450 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3540004696 |
Internformat
MARC
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|---|---|
| adam_text | S. BAUMGARTH, E. BOLLIN, M. BUECHEL, B. FROMM,
A. KARBACH, D. OTTO, H. PAERSCHKE,
R RITZENHOFF, G.-P. SCHERNUS, F. SOKOLLIK,
F. TIERSCH, W. TREUSCH
DIGITALE
GEBAEUDEAUTOMATION
DRITTE, VOLLSTAENDIG UEBERARBEITETE
UND ERGAENZTE AUFLAGE
ARBEITSKREIS DER PROFESSOREN
FUER REGELUNGSTECHNIK
MIT 300 ABBILDUNGEN
SPRINGER
2008
AGI-INFORMATION MANAGEMENT CONSULTANTS
MAY BE USED FOR PERSONAL PURPORSES ONLY OR BY
LIBRARIES ASSOCIATED TO
DANDELON.COM
NETWORK.
INHALTSVERZEICHNIS VII
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 EINFUEHRUNG IN DIE BINAERE STEUERUNGSTECHNIK 3
2.1 KONTAKTBEHAFTETE STEUERUNGSTECHNIK IN DER GEBAEUDEAUTOMATION 3
2.1.1 UEBERSICHT 3
2.1.2 HAUPTSTROMKREISE 6
2.1.2.1 DREHRICHTUNGSUMSTEUERUNG 6
2.1.2.2 STERN-DREIECK-ANLAUF 6
2.1.2.3 DREHZAHL UMSCHALTUNG EINES D-MOTORS MIT GETRENNTEN
WICKLUNGSSYSTEMEN 7
2.1.2.4 DREHZAHLUMSCHALTUNG EINES D-MOTORS MIT DAHLANDER-WICKLUNG 8
2.1.3 HILFSSTROMKREISE 9
2.1.3.1 KONTAKTVERRIEGELUNG 9
2.1.3.2 HAND-UND NOTBEDIENEBENE 10
2.1.3.3 UEBERWACHUNGS-UND SICHERHEITSSCHALTUNGEN 11
2.2 BINAERE GRUNDFUNKTIONEN 13
2.2.1 VERKNUEPFUNGSFUNKTIONEN 13
2.2.1.1 ELEMENTARVERKNUEPFUNGEN 14
2.2.1.2 ABGELEITETE VERKNUEPFUNGEN 15
2.2.1.3 UEBERSICHT UEBER ALLE VERKNUEPFUNGSMOEGLICHKEITEN FUER 2 VARIABLE 17
2.2.1.4 SYSTEMATISCHER ENTWURF EINER VERKNUEPFUNGSSTEUERUNG 18
2.2.1.5 GRUNDZUEGE DER SCHALTALGEBRA 22
2.2.2 SPEICHERFUNKTIONEN 26
2.2.2.1 RS-SPEICHER 26
2.2.2.2 ERZWINGEN EINES VORRANGES 27
2.2.2.3 BEISPIEL: WENDESCHALTUNG FUER EINEN DREHSTROMMOTOR 28
2.2.2.4 SPEICHER MIT DYNAMISCHEM EINGANG (T-FLIPFLOP) 29
2.2.3 VERGLEICHER 29
2.2.4 ZEITFUNKTIONEN 30
VIH INHALTSVERZEICHNIS
2.2.4.1 ANSPRECHVERZOEGERUNG 30
2.2.4.2 RUECKFALLVERZOEGERUNG 31
2.2.4.3 KURZZEITEINSCHALTUNG 31
2.2.4.4 ERZEUGUNG EINER NEUEN ZEITFUNKTION AUS EINER VORHANDENEN
ZEITFUNKTION 32
2.2.4.5 MINDESTEINSCHALTZEIT 33
2.2.4.6 MINDESTAUSSCHALTZEIT 34
2.3 ANWENDUNGSSPEZIFISCHE FUNKTIONEN UND FUNKTIONSBAUSTEINE 35
2.3.1 BEFEHLSGABE MIT RASTSCHALTERN UND TASTSCHALTERN 35
2.3.2 ERFASSEN, VERARBEITEN UND MELDEN VON STOERUNGEN 36
2.3.2.1 SPEICHERUNG VON STOERUNGSMELDUNGEN 37
2.3.2.2 SAMMELSTOERMELDUNG MIT HUPE 38
2.3.3 FOLGESTEUERUNG 38
2.3.3.1 HANDBETAETIGTE FOLGESTEUERUNG 38
2.3.3.2 ZEITGESTEUERTE FOLGESTEUERUNG 39
2.3.4 AUSFUEHRUNGSUEBERWACHUNG FUER EINEN SCHALTBEFEHL 39
2.3.5 DREHZAHLUMSCHALTUNG FUER ZWEISTUFIGEN VENTILATOR 40
2.3.6 FILTERUEBERWACHUNG 42
2.3.7 KEILRIEMEN- UND STROEMUNGSUEBERWACHUNG 42
2.3.8 PUMPENSTEUERUNG 44
2.3.8.1 EINZELPUMPE FUER WAERMEUEBERTRAGER 44
2.3.8.2 DOPPELPUMPENSTEUERUNG 46
2.3.9 FROSTSCHUTZ 47
2.3.10 BEISPIEL: STEUERUNG EINER EINFACHEN LUEFTUNGSANLAGE 50
3 MIKROPROZESSORTECHNIK UND EDV 53
3.1 DIE DARSTELLUNG VON ZAHLEN UND ZEICHEN IM COMPUTER 53
3.1.1 DIE CODIERUNG VON ZAHLEN 54
3.1.2 RECHENREGELN VON INTEGER-ZAHLEN 57
3.1.3 DIE DARSTELLUNG VON GLEITKOMMAZAHLEN IM COMPUTER 58
3.1.4 DIE UEBERTRAGUNG VON ZEICHEN 59
3.2 RECHNERSYSTEME 64
3.2.1 DIE BAUGRUPPEN EINES RECHNERSYSTEMS 65
INHALTSVERZEICHNIS IX_
3.2.2 EINPLATINENRECHNER UND MIKROCONTROLLER 68
3.2.3 BETRIEBSSYSTEME 70
3.2.4 SCHNITTSTELLEN 72
3.2.5 PROGRAMMIERSPRACHEN 75
4 EINFUEHRUNG IN DIE DIGITALE SIGNALVERARBEITUNG 82
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.1.4
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
5
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.2.5
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.4
5.4.1
5.4.1.1
KOMMUNIKATION ZWISCHEN PROZESS UND RECHNER
UMWANDLUNG ANALOGER SIGNALE IN BINAERSIGNALE
DIGITAL/ ANALOG-UMSETZER (DA-WANDLER)
ANALOG/DI GITAL-UMSETZER (AD-WANDLER)
ANALOG-MULTIPLEXER
ZEITDISKRETE UEBERTRAGUNGSGLIEDER
DAS ABTASTEN UND HALTEN DER SIGNALE
EINFACHE ZEITDISKRETE UEBERTRAGUNGSGLIEDER
DIGITALE FILTER
REGELUNGSVERFAHREN
KOPPLUNG RECHNER - PROZESS
REGELALGORITHMEN IN DER DDC-TECHNIK
PROPORTIONALER REGLER (P-REGLER)
INTEGRALER REGLER (I-REGLER)
PI-REGLER
PD-REGLER
PID-REGLER
SPEZIELLE REGLERPROGRAMME
SEQUENZANSTEUERUNG
BEDARFSABHAENGIGE SCHALTUNG
KASKADENREGELUNG
REGLER MIT STRUKTURUMSCHALTUNG
EINSTELLREGELN
EINSTELLREGELN FUER STRECKEN MIT AUSGLEICH
EINSTELLREGELN OHNE BERUECKSICHTIGUNG DER ZYKLUSZEIT T
Z
83
83
84
86
90
92
92
94
98
100
100
101
102
104
105
106
106
108
108
109
110
112
113
113
113
X INHALTSVERZEICHNIS
5.4.1.2 EINSTELLREGELN MIT BERUECKSICHTIGUNG DER ZYKLUSZEIT T
Z
115
5.4.2 EINSTELLREGELN FUER STRECKEN OHNE AUSGLEICH 120
5.4.3 EXPERIMENTELLE EINSTELLREGELN NACH ZIEGLER UND NICHOLS 121
5.4.4 EINFLUSS DER LAUFZEIT DES ANTRIEBES 122
5.4.5 EINFLUSS DER NICHTLINEARITAET AUF DAS REGEL VERHALTEN 123
5.5 REGELUNG MIT FUZZY-LOGIK 124
5.5.1 EINLEITUNG 124
5.5.2 STRUKTUR EINES FUZZY-SYSTEMS 125
5.5.3 FUZZIFIZIERUNG 126
5.5.4 INFERENZ 128
5.5.4.1 AGGREGATION 128
5.5.4.2 INFERENZ IM ENGEREN SINNE (AKTIVIERUNG) 129
5.5.4.3 AKKUMULATION 129
5.5.5 DEFUZZIFIZIERUNG 130
5.5.6 ZUSAMMENFASSUNG ALLER VERARBEITUNGSSCHRITTE 131
5.5.7 SINGLETONS 133
5.5.8 FUZZY-TOOLS 134
5.5.9 ANWENDUNGEN IN DER GEBAEUDEAUTOMATION 134
6 KOMMUNIKATION UND BUSSYSTEME 137
6.1 GRUNDLAGEN DER DATENKOMMUNIKATION 137
6.1.1 SCHNITTSTELLEN ZUM PC 138
6.1.2 VERFAHREN ZUR DATENUEBERTRAGUNG 141
6.1.3 BUSSYSTEME 143
6.1.4 DIE 7 SCHICHTEN DES ISO/OSI-KOMMUNIKATIONSMODELLS 147
6.1.5 DAS REFERENZMODELL AM BEISPIEL DES INTERNET 151
6.1.6 VERBINDUNG VON NETZWERKEN 155
6.2 EUROPAEISCHER INSTALLATIONSBUS (EIB) 159
6.2.1 EINFUEHRUNG 159
6.2.2 AUFBAU DES EIB 161
6.2.3 ADRESSIERUNG, TELEGRAMMAUFBAU UND BUSZUGRIFFSVERFAHREN 169
6.2.4 ARBEITSSCHRITTE BEIM AUFBAU EINES EIB-SYSTEMS 179
INHALTSVERZEICHNIS XI
6.3 LOCAL OPERATING NETWORK (LON) 180
6.3.1 DIE BEDEUTUNG DER LONWORKS-TECHNOLOGIE 180
6.3.2 LONWORKS-KOMPONENTEN 181
6.3.2.1 DER NEURON-CHIP 181
6.3.2.2 TRANSCEIVER 185
6.3.2.3 DAS LONTALK-PROTOKOLL 189
6.3.2.4 ENTWICKLUNGSWERKZEUGE 196
6.3.2.5 DAS KOMMUNIKATIONSPRINZIP 196
6.3.3 DIE SCHNITTSTELLE ZUR ANWENDUNG 198
6.3.3.1 DAS NETZWERKINTERFACE DER ANWENDUNG 198
6.3.3.2 STANDARD-NETZWERK-VARIABLEN-TYPEN (SNVTS) 199
6.3.3.3 DIE KONFIGURATIONSPARAMETER 201
6.3.3.4 DIE LONMARK-OBJEKTE 201
6.3.3.5 DAS EXTERNE INTERFACE DES LONWORKS-KNOTENS 206
6.4 BUILDING AUTOMATION AND CONTROL NETWORK (BACNET) 208
6.4.1 BACNET IM ISO-OSI-REFERENZMODELL 209
6.4.2 DATENOBJEKTE IN BACNET 211
6.4.3 ZUGRIFFSFUNKTIONEN (SERVICES) 215
6.4.3.1 OBJEKT ZUGRIFFSFUNKTIONEN 215
6.4.3.2 FILETRANSFERFUNKTIONEN 216
6.4.3.3 ALARM UND EVENT-FUNKTIONEN 216
6.4.3.4 REMOTE DEVICE MANAGEMENT FUNKTIONEN 217
6.4.3.5 VIRTUAL TERMINAL FUNKTIONEN 219
6.4.4 INTEROPERABILITAET 219
6.4.4.1 FUNCTIONAL GROUPS 219
6.4.4.2 PICS (PROTOCOL IMPLEMENTATION CONFORMANCE STATEMENT) 220
6.4.4.3 BIBB S (BACNET INTEROPERABLE BUILDING BLOCKS) 220
6.4.4.4 VERGABE VON PRIORITAETEN 221
6.4.5 BEISPIELE 222
7 ZENTRALE UND DEZENTRALE AUTOMATIONSSYSTEME 225
7.1 ZENTRALE AUTOMATIONSSYSTEME 225
7.1.1 ENTWICKLUNG UND AUFBAU DER SYSTEME 225
XU INHALTSVERZEICHNIS
7.1.2 PROGRAMMIERUNG VON AUTOMATIONSSYSTEMEN 228
7.1.2.1 ANLAGENDARSTELLUNG MIT REGELUNGS- UND STEUERUNGSSTRATEGIE 228
7.1.2.2 PROGRAMMIERUNG BINAERER STEUERUNGSFUNKTIONEN 230
7.1.2.3 PROGRAMMIERUNG ANALOGER REGELUNGSFUNKTIONEN 237
7.2 DEZENTRALE AUTOMATION MIT OFFENEN FELDBUSSYSTEN 241
7.2.1 FIRMENSPEZIFISCHE UND OFFENE BUSSYSTEME 241
7.2.2 MOEGLICHKEITEN UND EINSATZ OFFENER BUSSYSTEME 242
7.2.3 VERLAGERUNG DER AUTOMATIONSINTELLIGENZ IN DIE FELDEBENE 244
7.2.3.1 DEZENTRALISIERUNG DES SCHALTSCHRANKS 244
7.2.3.2 STEUERUNGS- UND REGELUNGSSTRUKTUREN VON RLT-ANLAGEN 246
7.2.3.3 FELDBUSMODULE FUER RLT-ANLAGEN 249
7.2.4 KOMMUNIKATION DER MODULE UEBER OFFENES BUSSYSTEM 254
7.2.4.1 ERSTELLUNG EINES NETZWERKES MIT OFFENEM BUSSYSTEM 255
7.2.4.2 BINDEN VON FELDBUSMODULEN IN EIN OFFENES NETZWERK 261
7.2.4.3 ZENTRALMODUL 264
7.2.4.4 INTELLIGENTE SENSOREN 266
7.3 RAUMAUTOMATION MIT OFFENEM FELDBUSSYSTEM 268
7.3.1 ELEKTRISCHE INSTALLATIONSTECHNIK 270
7.3.2 RAUMTEMPERATURREGELUNG 273
7.3.3 ANPASSUNG DER ENERGIEBEREITSTELLUNG AN DEN BEDARF DER RAEUME 276
8 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT UND UEBERSPANNUNGSSCHUTZ
IN DER GEBAEUDEAUTOMATION 282
8.1 UEBERSICHT 282
8.2 STOERQUELLEN 284
8.2.1 TECHNISCHE ELEKTROMAGNETISCHE VORGAENGE 284
8.2.2 ELEKTROSTATISCHE ENTLADUNGEN 287
8.2.3 BLITZENTLADUNGEN 288
8.3 KOPPLUNGSMECHANISMEN 290
8.3.1 GALVANISCHE KOPPLUNG 291
8.3.2 INDUKTIVE KOPPLUNG 291
8.3.3 KAPAZITIVE KOPPLUNG 291
INHALTSVERZEICHNIS XTTT
8.3.4 STRAHLUNGSKOPPLUNG 292
8.4 STOERFESTIGKEIT DISKRETER UND ANALOGER SYSTEME 292
8.4.1 STOERFESTIGKEIT BINAERER SIGNALUEBERTRAGUNGEN 292
8.4.2 STOERFESTIGKEIT ANALOGER SIGNALUEBERTRAGUNGEN 293
8.5 STOERBEEINFLUSSUNG IN DER GEBAEUDEAUTOMATION 294
8.5.1 GALVANISCHE KOPPLUNGEN 294
8.5.2 ERDSCHLEIFEN 296
8.5.3 MAGNETISCHE KOPPLUNGEN 298
8.5.4 KOPPLUNGEN UEBER PARASITAERE KAPAZITAETEN 299
8.5.5 ENTSTOERMASSNAHMEN FUER SIGNALLEITUNGEN 300
8.6 UEBERSPANNUNGSSCHUTZ, SCHUTZBESCHALTUNGEN 302
8.6.1 UEBERSPANNUNGEN DURCH BLITZ 302
8.6.2 SCHUTZ- UND ENTSTOERBESCHALTUNGEN 304
8.6.3 BLITZSCHUTZZONEN-, EMV-KONZEPT 310
8.7 EMV-GERECHTE GEBAEUDEAUTOMATION 311
8.7.1 BLITZSCHUTZ 311
8.7.2 POTENZIALAUSGLEICH, ERDUNG 311
8.7.3 VERKABELUNG 312
8.7.4 SCHUTZBESCHALTUNGEN UND STROMVERSORGUNGEN 313
8.7.5 STRAHLUNG UND AUFLADUNGEN 314
9 GEBAEUDEAUTOMATION UND TECHNISCHES GEBAEUDEMANAGEMENT 315
9.1 EINFUEHRUNG 315
9.2 FUNKTIONEN EINES GEBAEUDEAUTOMATIONSSYSTEMS 317
9.2.1 VERARBEITUNGSFUNKTIONEN DER FELDEBENE 318
9.2.2 VERARBEITUNGSFUNKTIONEN DER AUTOMATIONSEBENE 319
9.2.3 MANAGEMENTEBENE, AUFBAU UND VERARBEITUNGSFUNKTIONEN 320
9.3 AUFGABEN DER SYSTEMINTEGRATION 330
9.3.1 SYSTEMINTEGRATION, BEGRIFFSDEFINITION 331
9.3.2 HERSTELLERNEUTRALE MANAGEMENTEBENE UND OPEN PROCESS CONTROL (OPC)
334
9.3.3 BACNET ALS STANDARDPROTOKOLL FUER DIE MANAGEMENTEBENE 337
9.3.4 GEBAEUDESICHERHEIT UND GEBAEUDEAUTOMATION 339
XIV INHALTSVERZEICHNIS
9.4 ENERGIEMANAGEMENT 341
9.4.1 VERARBEITUNGSFUNKTIONEN ZUR OPTIMIERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ
EINZELNER ANLAGENBEREICHE 343
9.4.2 AUTOMATISIERUNGSFUNKTIONEN ZUR GEWERKEUEBERGREIFENDEN OPTIMIERUNG
352
9.4.3 SYSTEMATISCHES ENERGIEMANAGEMENT UND ENERGIECONTROLLING 356
9.4.4 DYNAMISCHE GEBAEUDESIMULATION 364
9.5 GEBAEUDEAUTOMATION UND TECHNISCHES GEBAEUDEMANAGEMENT 365
9.5.1 INSTANDHALTUNG 365
9.5.2 GEBAEUDEAUTOMATION UND COMPUTER AIDED FACILITY MANAGEMENT (CAFM)
368
9.5.3 CONTRACTING 369
10 BEISPIELE 372
10.1 H,X-GEFUEHRTE REGELUNG 372
10.1.1 UMLUFTBEIMISCHUNG BEI EINER WAESCHERAUSTRITTSTEMPERATUR-REGELUNG
372
10.1.2 KLIMAANLAGE MIT UMLUFTBEIMISCHUNG UND DAMPFBEFEUCHTUNG 375
10.1.3 UMLUFTKLAPPENANSTEUERUNG OHNE FEUCHTELASTEN (XZ = XR) 376
10.2 KLIMATISIERUNG MIT BEHAGLICHKEITSFELD 382
10.2.1 FEUCHTEREGELUNG MIT NEUTRALER FEUCHTEZONE 382
10.2.2 FEUCHTE-KASKADENREGELUNG MIT NEUTRALER FEUCHTEZONE 384
10.2.3 FEUCHTE-KASKADENREGELUNG MIT NEUTRALER FEUCHTEZONE
UND BEHAGLICHKEITSFELD 385
10.3 OPTIMALE REGELUNG VON KLIMAANLAGEN 387
10.3.1 DAS OPTIMIERUNGSPROBLEM 387
10.3.2 DAS NULLENERGIEBAND 393
10.3.3 DIE BESTIMMUNG OPTIMALER ABLUFTZUSTAENDE 394
10.3.4 DIE OPTIMALE ANSTEUERUNG DER LUFTBEHANDLUNGSELEMENTE 397
10.3.5 TEST UND REALISIERUNG DES VERFAHRENS 399
10.4 VVS-LUEFTUNGSANLAGEN 402
10.4.1 VVS-LUEFTUNGSANLAGE MIT STETIGER DREHZAHLREGELUNG 402
10.4.2 WS-ANLAGE MIT ZWEISTUFIGEN VENTILATOREN 404
INHALTSVERZEICHNIS XV
10.5 OPTIMIERUNG DER ENERGIEVERTEILUNG 410
10.5.1 OPTIMIERUNG BEI EINSATZ EINES DRUCKARMEN UNTERVERTEILERS 410
10.5.2 BRENNWERTKESSEL MIT DRUCKARMEM UNTERVERTEILER 412
10.6 DRUCKERHOEHUNGSANLAGE 413
10.6.1 HYDRAULISCHE ANFORDERUNGEN 413
10.6.2 FUNKTIONSWEISE DER ANLAGE 414
10.6.3 STEUERUNG 417
10.6.4 ERGAENZENDE FUNKTIONEN 419
10.7 STRATEGIEN FUER MEHRKESSELHEIZANLAGEN 421
10.7.1 REGELUNG DER GEMEINSAMEN VORLAUFTEMPERATUR 421
10.7.2 FUEHRUNGSKESSELBELASTUNG ALS ZUSCHALTKRITERIUM 423
10.7.3 FOLGESCHALTUNG BEI KESSELN MIT STETIGEN BRENNERN 426
10.7.4 ZYKLISCHER KESSELTAUSCH 427
10.7.5 FOLGESTRATEGIEN BEI GLEITENDEN KESSELTEMPERATUREN 428
10.7.6 FOLGESTRATEGIEN BEI KESSELN MIT ZWEISTUFIGEN BRENNERN 430
10.8 AUTOMATION SOLARTHERMISCHER ANLAGEN 432
10.8.1 EINFUEHRUNG 432
10.8.2 AUTOMATISIERUNGSAUFGABEN IN SOLARTHERMISCHEN ANLAGEN 433
10.8.3 AUSFUEHRUNGSBEISPIEL EINER SOLARTHERMISCHEN ANLAGE 433
10.9 STRATEGIEN FUER EINE PH-WERT-REGELUNG 438
10.9.1 VERBESSERUNG DER STRECKENKENNLINIE 439
10.9.2 NEUTRALISATION EINER SAUREN/BASISCHEN LOESUNG 440
10.9.3 VERBESSERUNG DES ZEITVERHALTENS TJT 442
SACHWORTVERZEICHNIS 444
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