8. Erhebung psychologischer Größen Flashcards
Monitoring
- Erfassen und Speichern von Messwerten
- Vergleichen der Messwerte mit Grenzwerten
- Visualisieren
Energiemanagement: Management aller energierelevanten Prozesse:
- technisch (z.B. Produktionslinien oder Maschinen)
- prozessual (z.B. Einkauf von Motoren: welche Lieferanten und Energieklassen)
Energiemonitoring: Fungiert als Werkzeug des Energiemanagements
- das Monitoring liefert die Transparenz (reale Zahlen)
- Beurteilung der Energieeffizienz
Teil des Technischen Monitorings
- Anlagenmonitoring (AM)
- Energiemonitoring (EM)
- Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring (GBM)
Was übernimmt die wesentlichen Funktionen des technischen Monitorings?
- Die Gebäudeleittechnik (GLT)
- Steuerungsparameter und Fehlermeldungen
Signalverarbeitung
- abgestimmte Leitungen
- Signale werden, wenn möglich im Sensor verstärkt
- digital übertragende Sensoren sind Störungsunanfälliger
- Feldbus-systeme erlauben n Sensoren auf 1 Leitung
Was sind grundlegende Messaufgaben im Gebäude?
- Flügelrad / Balgenzähler → Impulszählung → Zeitmessung (Zeit zwischen Impulsen)
- Strom / el. Leistung → S0 → Impulszählung → Zeitmessung (s.o.)
- Temperatur / Feuchte → Widerstand → Spannungsmessung
- Druck → Weg → Widerstand → Spannungsmessung
- Volumenstrom → Druck
Sensoren werden an folgenden Messstellen installiert.
- Wärme
- Wasser
- Strom
- Gas
Welche Parameter misst ein Wärmemengenzähler?
- Zur Bestimmung der Wärmemenge in einem Fluid-Kreis wird der Volumenstrom des Mediums und eine Temperatur-Differenz benötigt. Zudem Druck und Druckkoeffizient
- Wärmemengenzähler besitzen daher zwei Temperatursensoren und einen Durchfluss-Messer.
Wie ist ein BUS (Binary Unit System) definiert?
System zur Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmern über einen gemeinsamen Übertragungsweg, bei dem die Teilnehmer nicht an der Datenübertragung anderer Teilnehmer beteiligt sind.
- Erfassen von analogen und digitalen Signalen
- Ausführen von Stellbefehlen
- Steuern, Regeln und Überwachen
Was sind Sensoren und Aktoren?
Analoge (dauerhaft) und Binäre Sensoren (Aktion)
Bussytem
Nutzung eines Kabels für die Übertragung vieler Datenpakete:
1. Feldbusebene
2. Feldbus
3. Knotenpunkt / Datenfernkommunikation
4. Steuerung
5. Automationsebene
Zu Steuernde Geräte in einem Haus:
Heizungsanlagen
Lüftungs-und Klimaanlagen
Melde-und Überwachungssysteme
Beleuchtungssysteme
Jalousien
KNX Konnex Bus
ist dezentral gesteuert
Haushaltsgeräte
- aus verschiedenen europäischen Standards (EIB, BatiBUS, EHS)
- europaweit normiert
- Gewerke: Heizung, Lüftung, Elektrosteuerung, Sicherheitseinrichtungen, Haushaltsgeräte
- kein zentrales Steuergerät – jeder Teilnehmer eigenen Mikrocontroller
—> kein Totalausfall, aber hoher Programmieraufwand
LON - Local Operating Network
dezentrales Feldbusssystem
Industrie und Kommunikation
- Gewerke: Gebäudeinstallation, Industrie, Verkehrsleitprozesse, Telekommunikation
- dezentrale Steuerung: interner Neuron-Chip bei jedem Teilnehmer
- vielfältige Übertragungsmedien
BACnet: Building Automation and Control Networks
Meistverbreitet und erweiterbar max 2km Leitungslänge
- meistverbreitete Kommunikationsstandard in der Gebäudeautomation
- Im Januar 2003 wurde BACnet zur ISO-Norm 16484-5
- Gewerke: alle
- „unbegrenzte“ Teilnehmerzahl
- BACnet unterstützt verschiedene LAN-Technologien
Aufgaben und Funktionen von Gebäudeautomations
Bussen
- Erfassen von analogen und digitalen Signalen
- Ausführen von Stellbefehlen
- Steuern, Regeln und Überwachen von Beleuchtungssystemen
- Zutrittskontrollen
- Erfassen von Zuständen
- Bedienen und Beobachten
M-Bus Meter Bus
Meter Bus max. 250 Replicas max. 500 m^2 Drahtleitung
- einfaches System zu Verbrauchserfassung
- begrenzte Kabellängen
- Einsatzgebiet: Datencontrolling (Strom-, Gas-, Wasser-, Wärmemengenzähler)
Kommunikation
Protokolle TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
Bestehend aus:
- Kontroll und Sicherungsfeld
- Adressenfeld
- Datenfeld
Entscheidungsfindung im Neubau von Bussystemen
Wird frühzeitig über ein System zur Gebäudeautomatisierung gesprochen, empfiehlt es sich für ein drahtbasiertes System wie KNX/EIB zu entscheiden.
Außerdem sollte auch darauf geachtet werden, dass das gewählte System leicht über Funkbus erweitert werden kann und über eine hohe Kompatibilität mit anderen Systemen und Haushaltsgeräten verfügt.
Auf die Erweiterbarkeit über Funkbus kann auch verzichtet werden, wenn genügend Alternativen zur Erweiterung vorhanden sind.
Entscheidungsfindung in der Sanierung
Es sollte geprüft werden, ob z.B. bereits ein drahtbasiertes System wie KNX/EIB vorliegt und mit den gewünschten Komponenten kompatibel ist.
Sollte noch kein System vorliegen, ist es möglich über bereits vorhandene Leitungen Systeme zu installieren.
Diese können jedoch teurer als Funkbussysteme sein
Funkbussysteme eignen sich ebenfalls für die Nachrüstung im Rahmen einer sauberen Sanierung (jedoch geringerer Funktionsumfang)
Messungen
Messwerte sollen einen Signalverlauf repräsentieren. Sie können dies nur tun, wenn die Abtastfrequenz höher ist als die doppelte Signalfrequenz.
Aliasing
Ist die Abtastfrequenz zu klein, kommt es zur Unter-Abtastung, dem Aliasing. Das ursprüngliche Signal wird dann nicht mehr korrekt repräsentiert.
Aggregation
In einigen Fällen ist die Speicherfrequenz sehr viel niedriger als die Signalfrequenz
Hier kann es notwendig sein, mehrere Zusammenfassender Werte für einen Datenpunkt abzulegen.
Wie kann mit asynchronen Datenströmen umgegangen werden?
Auswertung in festen Zeitschritten
Wenn:
- Die Frequenz der Datenquelle niedriger als die der Abfrage ist: Dann können häufig (nicht immer) Zwischenwerte interpoliert werden.
- Die Frequenz der Datenquelle höher als die der Abfrage ist: In diesem Fall müssen mehrere Daten zu einem sinnvollen Wert zusammengefasst (aggregiert) werden.
- Aus einem eventbasierten Signal (z.B. Ein/Ausschaltzeitpunkte) ein sinnvoller Wert berechnet werden soll. Die Distanz der Schaltzeitpunkte kann dabei in einem Datensatz größer und kleiner sein als in der Abfrage.
Welche Vorteile bieten virtuelle Datenpunkte?
- Bei Erfassung verrechnete Datenpunkte
- Senkung der übertragenen - Datenmenge
- Verringerung der Übertragungsfehler
- Möglichkeit der Integration über die Zeit → höhere Toleranz gegen fehlende Werte
Speichermodelle
- Zyklisch: Speicherung in festen Zeitschritten
- Änderungsbasiert: Speicherung abhängig vom Wert
- Eventbasiert: Speicherung abhängig von Ereignissen
Microcontroller (auch MCU)
Ein-Chip-ComputersystemProzessor, Timer/Counter, RAM, GPIO und andere Peripheriefunktionen wie z.B. USB, I2C auf demselben Chip
Verwendung - MCU
- Erfassen von Messwerten mit Hilfe von Sensortechnik
- Datenübertragung, speicherung und ggf. auch verarbeitung
- Feedback mit Hilfe von Aktoren
I2C-BUS
- Inter-Integrated Circuit
- ein serieller Datenbus (NXP)
- „Primary/Replica“-Prinzip
- 7-bit Adresse in Hexadezimal
nur 2 Kontaktstifte (Serial Clock, Serial Data) erforderlich, auch bei Verwendung mehrerer Sensoren
