Projekt 26964/01

Geräteentwicklung für ein integrales und energiesparendes Feldbussystem

Projektträger

iQST GmbH Institute for Quality, Safety and Transportation
Hermann-Blenk-Str. 22
38108 Braunschweig
Telefon: 01635768550

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Energie ist eine der wichtigsten Grundlagen moderner Gesellschaften, deren verantwortliche Nutzung aufgrund begrenzter Ressourcen immer dringlicher wird. Auch so genannte Kleinverbraucher benötigen infolge ihrer hohen Anzahl nennenswerte Energie. Insbesondere bei Geräten und Installationen mit sehr langer Betriebsdauer über mehrere Jahrzehnte sind (Fehl-)Entscheidungen und Investitionen unter energetischen Gesichtspunkten zu treffen. Zu diesen gehören elektrische Gebäudeinstallationen, die in hoher Stückzahl, fest montiert, langfristig hohe Energieverluste akkumulieren. Anreize zur Installation verbrauchsarmer Einrichtungen motivieren jedoch nur bei attraktiven Einstandspreisen bzw. Vertriebsstrategien. Mit dem neuen integrierten Gebäudeautomatisierungssystem SmallCAN soll der technologisch bedingte minimale Energieverbrauch adressiert werden, der bei einer attraktiven Preisbildung und mittels eines neuartigen Vertriebsgeschäftsmodells einen leichten Marktzugang ermöglicht. Arbeitsziel des Projektes ist, ausgehend von einer vorhandenen stabilen Grundlagenentwicklung eines energieminimalen Kommunikationssystems für die Gebäudetechnik und -automatisierung, das System durch Weiterentwicklung zur Praxistauglichkeit zu führen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNeben der Vervollständigung des grundlegenden Systems ist eine Erprobung unter realistischen Bedingungen anhand einer Demonstrationsinstallation vorgesehen, welche die Praxistauglichkeit sowohl für den professionellen als auch den privaten Domotik-Markt nachweist. Zusätzlich soll die für den Praxiseinsatz notwendige Vielfalt und Bandbreite an Applikationsmodulen geschaffen werden.


Ergebnisse und Diskussion

Ausgehend von der Zielsetzung der Energieersparung und Integration der Gebäudeautomatisierung mit Bereitstellung neuer Funktionalitäten bei gleichzeitiger Kostenminimierung war es das Ziel, ein zuverlässiges und universelles low-Cost Feldbussystem für die Gebäudetechnik bereit zu stellen, dass sich durch geringen Energiebedarf und fast beliebige Erweiterbarkeit auszeichnet. Das vorhandene prototypische System ist in ersten Schritten zur Praxistauglichkeit weiter entwickelt worden. Die Server-Client-Architektur ist aufgrund der Anforderungen aus dem FutureWorkspace überarbeitet worden. Ebenfalls werden noch die Visualisierung überarbeitet.
Der Buskoppler selber ist inzwischen in einer ersten Auflage mit 1000 Einheiten automatisiert gefertigt und bestückt worden. Von einigen Applikationen sind Kleinserien von 5- 20 Einheiten gefertigt.
Die Softwareentwicklung ist durch die Neuorientierung und -strukturierung noch nicht endgültig abgeschlossen und wird weiter entwickelt auch für neue Applikationen.
Die ersten Messergebnisse aus dem future-workspace (Implementierung in einem Büro der Zukunft im Wettbewerb zu anderen Gebäudeautomatisierern, Entwicklung von ca. 40 Anwendungsadaptern) sind sehr vielversprechend gerade in Hinsicht auf den Standby-Verbrauch und im direkten Vergleich zu den Mitbewerbern des Ausbaus.
Durch diese grundlegenden Vorarbeiten ist inzwischen eine weitere Förderung durch das BMWi erfolgt.
Weiter kann das System auch zur Komfortsteigerung, insbesondere durch neue Dienste zur Unterstützung von behinderten oder älteren Menschen dienlich sein. Hierzu wird eine Kooperation mit dem Braunschweiger Informatik- und Technologie-Zentrum, die BITZ GmbH
angestrebt. Hier ist insbesondere das Projekt ehealth.Braunnschweig (http://www.ehealthbraunschweig.de/) zu nennen.
Erste Schritte in Richtung Ausbildung sind durchgeführt.
Prof. Dr.-Ing. Yongjian DING von der Fachhochschule Magdeburg Stendal wir im Frühjahr 2011 ein kleine Demonstrationswand erhalten um diese in der Lehre in einem Labor einzusetzen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Diekhake, P.; Fähndrich, E.; Schnieder, E.; Becker, U.: SmallCAN: Integrierte Gebäudeautomatisierung durch einheitliches low-Power, low-Cost, OpenSource Feldbussystem.
Automation 2011, Baden-Baden, Deutschland, Juni 2011.

Einbau des SmallCAN im FutureWorkspace der TU Braunschweig in einem Büroraum.


Fazit

Durch die Förderung der DBU ist die Möglichkeit geschaffen worden, aus der Idee des SmallCAN mit einigen Prototypen erste Ergebnisse in Richtung eines Produktes zu erzielen. Durch diese Vorarbeiten ist es gelungen weiter Förderprojekte (Seit dem 1.10.2011 wird das BMWi-Projekt Digaflex - Demonstrationsanlage einer integrierten Gebäudeautomatisierung mit low-Power, low-Cost Ansatz und flexiblem Gerätespektrum und flexibler Konfiguration, Kennzeichen 03ET1016A gefördert. Dieses Projekt ist gemeinsam mit dem Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik beantragt worden. Arbeitsziel des Projektes ist es in zwei beispielhaften Demonstrationsinstallationen in ausgedehnten Liegenschaften die Vorteile über einen längeren Zeitraum zu demonstrieren.
Die Laufzeit beträgt 5 Jahre, wobei die letzten beiden Jahre ausschließlich dem Monitoring des installier-ten Systems dienen) zu erhalten sowie erste Schritte in Richtung Ausbildung durchzuführen.