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Energiemonitoring & Raumklima > 9. Mess-, Bussysteme, Einführung Micocontroller > Flashcards

9. Mess-, Bussysteme, Einführung Micocontroller Flashcards

1
Q

VDI 4602 Blatt 1 - Monitoring Inhalt

A

Das Monitoring beinhaltet das Erfassen und Speichern von Messwerten, das Vergleichen der Messwerte mit Grenzwerten und das Visualisieren in Anzeigen, Tabellen, Diagrammen oder Grafiken.

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2
Q

Energiemonitoring (EM) nach VDI 6041

A

Fortlaufendes Erfassen, Auswerten und Darstellen von Energie- und Medienflüssen

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3
Q

Teilbereiche des technischen Monitorings nach VDI 6041

A
  • Anlagenmonitoring (AM)
  • Energiemonitoring (EM)
  • Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring (GBM)
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4
Q

Aufgaben der Gebäudeleittechnik (GLT)

A
  • übernimmt die wesentlichen Funktionen des technischen Monitorings: Steuerungsparameter und Fehlermeldungen werden aufgezeichnet und bearbeitet.
  • GLT liefert wichtige Daten für die Auswertung (z.B. Betriebszeiten, Wetterdaten, Raumtemperaturen),
  • GLT misst aber in der Regel keine Energieverbräuche! (Energie ist kein Steuerungsparameter)
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5
Q

Was sind grundlegende Messaufgaben im Gebäude?

A
  • 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 →
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6
Q

Wovon hängt die Genauigkeit eines Wasserzählers ab?

A
  • Bei flüssigen und gasförmigen Brennstoffen/Energieträgern wird das Volumen, seltener das Gewicht bestimmt.
  • Genauigkeit hängt daher von mehreren Faktoren ab:
    → Druck
    → Temperatur
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7
Q

Welche Sensoren besitzt ein Wärmemengenzähler?

A
  • Zur Bestimmung der Wärmemenge in einem Fluid-Kreis wird der Volumenstrom des Mediums und eine Temperatur-Differenz benötigt.
  • Wärmemengenzähler besitzen daher zwei Temperatursensoren und einen Durchfluss-Messer
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8
Q

Was ist ein BUS-System?

A
  • Ein BUS (Binary Unit System) ist ein System zur Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmern über einen gemeinsamen Übertragungsweg, bei dem die Teilnehmer nicht an der Datenübertragung anderer Teilnehmer beteiligt sind.
  • Die Kommunikation erfolgt über standardisierte Protokolle
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9
Q

Was sind Sensoren und Aktoren?

A

Binäre Sensoren und Aktoren übertragen ein Signal, wenn eine Endlage erreicht ist

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10
Q

Aufgaben und Funktionen von Gebäudeautomations-Bussen:

A
  • Erfassen von analogen und digitalen Signalen
  • Ausführen von Stellbefehlen
  • Steuern, Regeln und Überwachen von Beleuchtungssystemen
  • Zutrittskontrollen
  • Erfassen von Zuständen
  • Bedienen und Beobachten
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11
Q

Bussystem Beispiel: KNX (Konnex-Bus)

A
  • Entwickelt aus verschiedenen europäischen Standards
  • Einsatz in der Hausautomation und Haushaltsgeräten (Kühlschränken, Backofen…)
  • Gewerke: Heizung, Lüftung, Elektrosteuerung, Haushaltsgeräte…
  • Dezentrale Steuerung: Kein zentrales Steuergerät (jeder Teilnehmer besitzt eigenen Microcontroller, wodurch keine Totalausfälle möglich sind, jedoch ein großer Programmieraufwand besteht
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12
Q

Beispiele für Netztopologien KNX-Bus:

A
  • Baumförmig
  • Sternförmig
  • Linienförmig
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13
Q

Energiemanagement beinhaltet..

A

..das Management aller energierelevanten Prozesse (technisch → Maschinen; prozessual → Einkauf von Motoren)

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14
Q

Bussystem Beispiel: LON (Local Operating Network)

A
  • Grundgedanke ist ein dezentrales Feldbussystem mit Flexibler Datenübertragung
  • Gewerke: Gebäudeinstallation, Industrie, Telekommunikation
  • Leitungslängen bis zu 2km
  • Vielfältige Übertragungsmedien wie Funk, LAN/Internet, Lichtwellenleiter, Koaxialleiter, Power Line und Twisted-Pair (Verdrillte Zweidraht-Leitung)
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15
Q

Bussystem Beispiel: BACnet (Building Automation and Control Networks)

A
  • Der meistverbreitete Kommunikationsstandard in der Gebäudeautomation
    ​- Ziel: offene, interoperable Gebäudeautomation im Zweckbau ermöglichen
    ​- Gewährleistet Interoperabilität zwischen Geräten verschiedener Hersteller, somit bei allen Gewerken anwendbar und eine unbegrenzte Anzahl an Teilnehmern.
    ​- Bevorzugtes Einsatzgebiet: große und verzweigte Gebäudekomplexe und Liegenschaften
    ​- dezentral
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16
Q

Bussystem Beispiel: M-Bus (Meter Bus)

A
  • Einfaches System zu Verbrauchserfassung mit Primary-Replica-Verfahren (Pegelwandler-SensorVerfahren)
  • Begrenzte Ausdehnung und Kabellänge (Entwickelt in 1992)
  • Einfache Entwicklung durch 2-Drahtleitungen („Telefonkabel“)
  • Bussystem speziell für Zähler
17
Q

Kommunikation im BUS (TCP/IP-Referenzmodell)

A

TCP/IP-Referenzmodell (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) ist ein Internet-Protokoll zum Datenaustausch über die Grenzen lokaler Netzwerke hinaus. Die Datenübertagung erfolgt über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen hinweg

18
Q

Protokoll-Struktur (Verschiedene Felder + deren Aufgaben)

A
  • Kontroll- und Sicherungsfeld: − dient der Analyse von Fehlern, die während des Datentransports zwischen den Teilnehmern auftreten können.
  • Adressenfeld: − Quelladresse: Teilnehmernummer eines Sensors, der Informationen sendet. − Zieladresse: Teilnehmernummer eines Aktors, der die Informationen empfangen soll
  • Datenfeld: − enthält die eigentliche Nutzinformation
19
Q

Bedeutung von Aggregation im Kontext der Signalverarbeitung

A
  • Messwerte sollen einen Signalverlauf repräsentieren, dafür muss die Abtastfrequenz höher sein als die doppelte Signalfrequenz (ansonsten Unter-Abtastung = Aliasing)
  • In einigen Fällen ist die Speicherfrequenz sehr viel niedriger als die Signalfrequenz (z.B. bei Stunden- oder Tageswerten). In diesem Fall muss eine geeignete Regel zur Zusammenfassung(=Aggregation) der Messwerte gefunden werden. (zB. Mittelwert, Gleitender Mittelwert, Minimum oder Maximum, Summe)
20
Q

Umgang mit asynchronen Datenströmen

A
  • Eine typische Aufgabe ist es, auf asynchronen und eventbasierten Datenströmen eine Auswertung mit festen Zeitschritten zu fahren
  • Für jede Datenquelle muss dann zu einem festen Zeitpunkt ein sinnvoller Wert generiert werden
21
Q

Verschiedene Fälle von asynchronen Datenströmen + wie damit umgehen?

FALL: Die Frequenz der Datenquelle ist niedriger als die der Abfrage

A

Dann können häufig (nicht immer) Zwischenwerte interpoliert werden.

22
Q

Vorteile virtueller Datenpunkte

A
  • Bereits auf der Erfassungsebene können Daten miteinander verrechnet bzw. verarbeitet werden. Die Ergebnisse werden als virtuelle Datenpunkte bereitgestellt.

Vorteile können sein:
- Senkung der übertragenen Datenmenge
- Verringerung der Übertragungsfehler
- Möglichkeit der Integration über die Zeit → höhere Toleranz gegen fehlende Werte

23
Q

Bestandteile Feldbusse/Bussysteme (Abbildung)

A
  1. Feldbusebene
  2. Feldbus
  3. Knotenpunkt/Datenfern-
    kommunikation
  4. / 5. Steuerung/Automationsebene
24
Q

Speichermodelle in der Signalverarbeitung

A
  • Zyklisch: Speicherung in festen Zeitschritten
  • Änderungsbasiert: Speicherung abhängig vom Wert
  • Eventbasiert: Speicherung abhängig von Ereignissen
25
Q

Welche Messdaten und Informationen werden zur Bestimmung der Wärmemenge in einem Fluid-Kreis (Wärmemengenzähler) benötigt?

A
  • Vorlauftemperatur
  • Rücklauftemperatur
  • Volumenstrom des Mediums
  • Dichte des Mediums
  • spezifische Wärmekapazität des Mediums
    → Q = Vpc_p*ΔT
26
Q

Wann spricht man von Aliasing (Unter-Abtastung)

A

Ist die Abtastfrequenz zu klein, kommt es zur Unter-Abtastung, dem sogenannten Aliasing. Das ursprüngliche Signal wird dann nicht mehr korrekt repräsentiert.

27
Q

Verschiedene Fälle von asynchronen Datenströmen + wie damit umgehen?
FALL: Die Frequenz der Datenquelle ist höher als die der Abfrage

A

In diesem Fall müssen mehrere Daten zu einem sinnvollen Wert zusammengefasst (aggregiert) werden.

Energiemonitoring & Raumklima (13 decks)

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