In einem Forschungsgebäude der Pharmaindustrie gewährleistet das Wago-I/O-System bei der Beleuchtungs-und Jalousiesteuerung ein hohes Maß an Funktionalität und Flexibilität.
Der standardisierte Aufbau der Automatisierungslösung senkt die Investitions- und Betriebskosten sowie den Zeitbedarf für Projektierung, Montage und Inbetriebnahme – und bildet nicht zuletzt die Grundvoraussetzung für maximale Energieeffizienz.
In dem rund 9.000 m² großen Multifunktionsgebäude arbeiten 120 Mitarbeiter mehrerer Disziplinen eng vernetzt zusammen, um innovative Medikamente für Patienten in der ganzen Welt zu erforschen. Das Pharmaunternehmen setzt bewusst auf hoch automatisierte, innovative Lösungen, die einen sicheren, flexiblen, ressourcen- und energieeffizienten Betrieb der Gebäude ermöglichen. Die Beleuchtungs- und Jalousiesteuerung wurde deshalb mit folgenden Funktionen konzipiert:
- Jede Leuchte und jede Jalousie ist einzeln steuerbar.
- Die Leuchten werden zur Minimierung des Energieverbrauchs in Abhängigkeit der Außenhelligkeit und der Lage der Jalousie gedimmt.
- Die Jalousien werden zur Minimierung des Energieverbrauchs in Abhängigkeit des Sonnenstands, der Sonnenintensität und der Temperatur gesteuert.
- In allen Räumen kommen Standard-Schalter (Taster) zum Einsatz. Die Nutzer haben jederzeit die Möglichkeit, über die Schalter die Automatik der Beleuchtung oder Jalousie für eine definierbare Zeit auszuschalten.
- Übergeordnet können verschiedenste Funktionen lokal oder global ausgeführt werden (z. B. zeitabhängiges Ein- und Ausschalten von Leuchten).
Sämtliche Komponenten für die DALI-Lichtsteuerung sowie die Jalousiesteuerung für die SMI-Antriebe stammen von WAGO. Gute Erfahrungen aus der Vergangenheit mit Produkten und Services des Mindener Unternehmens waren mitentscheidend für die Wahl. Mit WAGO als Systempartner wurden in den letzten Jahren einige gemeinsame Projekte durchgeführt und für den Einsatz im Bereich der Beleuchtungs- und Jalousiesteuerung eine Testanlage aufgebaut, in der Funktionalität, Bedienbarkeit und Systemgrenzen verifiziert wurden.
Flexibilität und Wirtschaftlichkeit durch Standardisierung
Insgesamt 13 programmierbare Ethernet-Controller vom Typ 750-881 von WAGO regeln die Beleuchtung und den Sonnenschutz des Forschungsgebäudes. Die hochperformanten Controller mit SPS-Funktionalität verwalten insgesamt über 24.000 Datenpunkte. Über einen CoDeSys-OPC-Server kommunizieren sie mit dem PC der Leittechnik. Dem Betreiber ist eine hohe Standardisierung wichtig, um Übersichtlichkeit zu wahren, Ersatzteil- und Wartungskosten zu begrenzen, Wiederholeffekte zu nutzen und insbesondere nur eine Software auf allen Steuerungen gleichermaßen zu nutzen. Sowohl die Investitionskosten, der Zeitbedarf für Projektierung, Montage und Inbetriebnahme als auch die Betriebskosten sind bei einer derart hohen Standardisierung gering. Deshalb ist jeder Controller 750-881 identisch aufgebaut: mit einem 8-fach-Ausgangs- und einem 16-fach-Eingangsmodul sowie mit je drei DALI- und zwei SMI-Modulen. Auf diese Weise können an einer SPS bis zu drei mal 64 DALI-Leuchten, zwei mal 16 SMI-Jalousien und die dazugehörigen Taster verwaltet werden. Die datenpunktspezifischen Einstellungen auf den Steuerungen erfolgen nicht durch eine Änderung der Software, sondern durch eine Änderung von Parametern.
Jede Steuerung kann bis zu 50 Räume in dem Gebäude regeln. Pro Raum sind die Parameterdaten für DALI und SMI sowie die Verhaltensmuster (Regeltypen) für die jeweiligen Leuchten oder Jalousien hinterlegt. Insgesamt sind 255 Verhaltensmuster möglich. Für die Erfassung und Verteilung der Wetterdaten Helligkeit, Windgeschwindigkeit, Temperatur und Feuchte auf alle Steuerungen sorgt ein WAGO-Industrie-PC der Serie 758. Der IPC berechnet außerdem den Sonnenstand und verteilt als Mastercontroller Wetterdaten und
Sonnenstand an die 750-881. Die Steuerungen berechnen auf Basis der Informationen des Mastercontrollers und der Eingangswerte von Schaltern und Tastern die Stellwerte für Leuchten und Jalousien.
Die Herrmann GmbH, ein Spezialist für die Gebäudeautomation und Klima- und Kältetechnik, hat auf Basis der funktionalen Vorgaben die Algorithmen für die Steuerung der Leuchten und Jalousien als Standardmodule entwickelt. Der WAGO Solution Provider hat außerdem die Steuerungen in Betrieb genommen und programmiert, die webbasierte Arbeitsplatzvisualisierung entwickelt und die Grundrissvisualisierung des Gebäudeleitsystems erstellt.
Webbasierte Bediensoftware für Nutzer
Für die Nutzer in Laboren und Büros wurde eine webbasierte Bediensoftware entwickelt. Diese Software ermöglicht allen Nutzern, in ihrem Raum Beleuchtung und Jalousien nach ihren Wünschen einzustellen und selbst eingestellte Werte abzuspeichern und aufzurufen.
Die Software zeigt außerdem den jeweils aktuellen Stromverbrauch der Beleuchtung im Raum an und die durch die Regelung erzielte Einsparung an Energie über einen definierbaren Zeitraum. Die Zuordnung von Nutzern und Räumen erfolgt automatisch über die Leittechnik durch den Import der Bestandsdatenbank des Kommunikationssystems.
Für den Betrieb der Anlagen wurde eine grundrissbezogene Leittechnik implementiert, mit deren Hilfe das Wartungs- und Instandhaltungspersonal auf einfache Weise einen Überblick über die gesamte Anlage erhält und im Bedarfsfall über die Software Eingriffe vornehmen kann. Die Leittechnik, die mit dem firmeneigenen Modul hercon-Automation der Firma Herrmann ausgestattet ist, übernimmt zentrale Funktionen, etwa das automatische Ein- oder Ausschalten von Leuchten, und beinhaltet außerdem die Verwaltung der Parameterdaten aller speicherprogrammierbaren Steuerungen.
Fazit
Durch den Einsatz des hoch standardisierten WAGO-I/O-Systems in Verbindung mit der nutzungs- und energieverbrauchsoptimierten Software sowie der übergeordneten Leittechnik stellt das System für den Betrieb der Beleuchtung und Jalousien eine optimale Lösung dar. Sowohl die Energiekosten als auch der Wartungsaufwand werden durch die Steuerung gering gehalten. Anpassungen durch Veränderungen und Umbauten sind durch die hohe Flexibilität sehr einfach durchführbar. Die Nutzer sind zufrieden und das System läuft äußerst stabil.
