Innovative IT-Schnittstellen im Facility Management zur...

1Innovative IT-Schnittstellen im Facility Management zur Kopplung webbasierter CAFM-Systeme mit neuen Gebäudeautomationstechnologien 26.02.2014

Innovative IT-Schnittstellen im Facility Management zur Kopplung

webbasierter CAFM-Systeme mit neuen Gebäudeautomationstechnologien

FMA.Codex

Dr.-Ing. Asbjörn Gärtner, BFM GmbH


Inhalt

•Einleitung•Situation und Motivation•Grundlagen und Technologien •Integrationsmodell•Praktische Umsetzung / Simulation•Fazit und Ausblick


Inhalt

•Einleitung •Situation und Motivation•Grundlagen und Technologien •Integrationsmodell•Praktische Umsetzung / Simulation•Fazit und Ausblick


Einleitung

•Facility Management• Liegenschaften wirtschaftlich, effizient und effektiv planen und betreiben• gleichzeitige Beachtung von Sicherheit und Komfort• Einsatz geeigneter Instrumente, Werkzeuge und Technologien

•CAFM-Systeme• IT-gestützten Gebäudebewirtschaftung, Abbildung von FM-Prozessen• Dokumentation aus Gründen der Betreiberverantwortung• auf Computer-/Netzwerktechnologie basierend

•Gebäudeautomationssysteme (GA)• Überwachung und Steuerung gebäudetechnischer Anlagen• Stichwort „Intelligentes Haus“• auf Bus-Technologie basierend


Inhalt



Situation und Motivation

•Ausgangssituation• Parallelbetrieb von Gebäudeautomation (GA) und CAFM-Systemen

•Problemstellung• doppelte Datenerfassung und redundante Datenhaltung

gebäudetechnischer Anlagen (GA vs. CAFM)• hoher infrastruktureller Mehraufwand durch getrennte Vernetzung

(Busnetzwerk vs. Computernetzwerk)• Vielzahl an Gebäudeautomationstechnologien• datenbankgekoppelte Steuerung aus CAFM-System nicht möglich

•Idee / Zielsetzung• Entwicklung eines Netzwerkmodells und Lösungskonzepts zur

Integration von GA- und CAFM-Systemen durch Technologiekopplungen



•Nutzen / Vision• Aufhebung doppelter Datenhaltung/-pflege• homogene Infrastruktur• automatisierte Bereitstellung von Anlagendaten• Plug and Play auf Netzwerkebene• Funktionserweiterung von CAFM-Systemen zur Anlagensteuerung

•Herausforderung• Lösungsstrategie erfordert Betrachtung von Methoden und Standards

der Bereiche E-Technik, Informatik und Facility Management• Interdisziplinarität mit fachspezifischer CAFM-Ausrichtung



•Betrachtete Normen und Richtlinien hinsichtlich Schnittstellen

• DIN 32736Gebäudemanagement – Begriffe und Leistungen

• GEFMA 400Computer Aided Facility Management (CAFM)

• GEFMA 410Schnittstellen zur IT-Integration von CAFM-Software

• VDI/GEFMA 3814 Blatt 3.1Gebäudeautomation


Inhalt



Grundlagen und Technologien

•Betrachtung von Bussystemen

• KNX (Bussystem der Konnex-Association)• LON (Local Operating Network)• LCN (Local Control Network)• digitalSTROM• EnOcean

•Protokolle

• BACnet• LONTalk• …

Seite 12

Bildquellen: Online-Produktkataloge der Firmen Issendorff KG, Wago, Aizo AG und Omnio AG



•Struktur und Funktionsweise der Gebäudeautomation

• Managementebene(Leitrechner)

• Automationsebene(Regel-/Steuergeräte)

• Feldebene(Sensoren, Aktoren)

über Busleitungen vernetzt (Bildquelle: eigene Darstellung)



•Betrachtung von Computernetzwerken

• Netzwerke via Kabel/Ethernet (klassisch)• Netzwerke via Stromnetz (PowerLAN, Powerline, dLAN)• Netzwerke via Funk (WLAN)

•Protokoll

• Netzwerkprotokoll TCP/IP

Bildquellen: Online-Produktkataloge der Firmen Preistaktik, MSI-Computer und TD-Link



•Netzwerkstruktur eines CAFM-Systems

(Bildquelle: eigene Darstellung)


Inhalt



Integrationsmodell

•Anforderungskriterien für den Aufbau einer Modellstruktur

• Auflösen der redundanten Datenhaltung• homogene Infrastruktur (reines Computernetzwerk)• komfortable Geräteankopplung (Plug and Play)• kabellose Einbindung via WLAN• webbasierte Steuerung• Sicherheit und Schutz vor Manipulation durch Angriffe• Wirtschaftlichkeit durch Integration von Management-

und Automationsebene• datenbankbasierte Historisierung • automatisierte Generierung von Wartungsgruppen• einfache Struktur des Workflows


Integrationsmodell

•Kopplungsvariante 1

•Unidirektionale •Kopplung des •Feldbus über lokale •Schnittstellenlösung



Integrationsmodell


•Unidirektionale •Kopplung des •Feldbus über •webbasierte•IP-Controller



Integrationsmodell


•Bidirektionale •Kopplung des •Feld/-Funkbus •über lokalen •USB-/COM-Port



Integrationsmodell


•Bidirektionale •Kopplung •internetfähiger •Komponenten •über globales WAN



Integrationsmodell


•Bidirektionale •Kopplung •netzwerkfähiger •Komponenten •über lokales LAN



Integrationsmodell

•Bewertungsmatrix


Integrationsmodell

•gewähltes Modell



Integrationsmodell

•Beschreibung des Integrationsmodells

• Funktionsweisen und technische Voraussetzungen• Zugriffsvarianten (lokaler Zugriff vs. Fernzugriff)• Dynamic Domain Name System (DynDNS)• Router, Firewall, Portweiterleitung/-umleitung

• Lösung zur automatisierten Anbindung auf Netzwerkebene nach dem ”Plug and Play”-Prinzip

UPnP (Universal Plug and Play)

• Bereitstellung von Geräte- und ServicebeschreibungenXML (Extensible Markup Language)


Integrationsmodell

•Standardisierung nach UPnP-Technologie

• GerätebeschreibungXML Device Description: device.xml

• FunktionsbeschreibungXML Service Description: scpd.xml

• Action = Funktionsname• Argument = Steuerbefehl/Kommando• StateVariable = Status/Zustandswert

• Status = Sensor-Status• Target = Aktor-Zustand

Erweiterung um anlagenspezifische Attribute und Funktionen


Integrationsmodell

•Bezeichnung des neuen Integrationskonzepts

Synonym für das Konzept zum Datenaustausch und zur innovative Steuerung UPnP-fähiger Geräte der Gebäudeautomation aus einem CAFM-System heraus:

Facility Management and Automation Control Data Exchange

FMA.Codex

Jede CAFM-Software, die den FMA.Codex implementiert und die Funktion des Geräteimports bereit stellt, sollte gekennzeichnet werden mit dem Begriff

UPnP ready


Inhalt



Praktische Umsetzung / Simulation

•Entwurf anlagenspezifischer XML-Schemata für UPnP<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><root xmlns="urn:schemas-upnp-org:device-1-0">

<specVersion><major>1</major><minor>0</minor>

</specVersion>

<device><deviceType>urn:schemas-upnp-org:device:FMACodex:1</deviceType><friendlyName>FMA.Codex Heizungssteuereinheit</friendlyName><manufacturer>HotHeat GmbH</manufacturer><manufacturerURL>http://www.hotheat.de</manufacturerURL><modelDescription>Heizungssteuereinheit</modelDescription>

<modelName>HeatingController</modelName><modelNumber>HHHC 3000 Plus</modelNumber><modelURL>http://www.hotheat.de/HC3000Plus</modelURL><serialNumber>121001017</serialNumber><UDN>uuid:0e547a38-a3a6-48df-9c2d-f4b75fe6e8c9</UDN><UPC>UPnP.FMA.Codex.HC.3000</UPC>




•Entwurf eines Datenbankmodells (MS Access)




•Anbindung UPnP-fähiger Geräte und Anlagen (Windows)




•Entwurf des Programmbausteins „FMControl“ (VB.NET)




•Anlagenimport (XML Datenbank)




•Historisierte Anlagensteuerung



Inhalt



Fazit und Ausblick

•Ergebnis und Nutzen des Integrationsmodells FMA.Codex

• Innovativer Ansatz durch Kombination aus bestehenden Standards der Gebäude-, CAFM- und UPnP-Technologien

• Ergebnis bietet Grundlage für die Neuausrichtung bei Entwicklung von CAFM-Systemen und gebäudetechnischen Anlagen

• Zeit- und Kostenersparnis durch Aufhebung doppelter Datenhaltungsowie automatisierte Datenerfassung von Anlagendaten

• Kostenersparnis durch homogene Infrastruktur• Funktionserweiterung von CAFM-Systemen zur Anlagensteuerung

manuell, auf Basis von geplanten Szenarien, Timern oder automatisiert• Aktives Anlagenmanagement für effizientes Energie-Controlling und

historisierte Dokumentation im Sinne der Betreiberverantwortung


Fazit und Ausblick

•nächste Schritte

•Vorstellung des FMA.Codex im GEFMA Arbeitskreis CAFM

•Einführung der neuen XML-Templates durch UPnP-Forum

•Entwicklung UPnP-fähiger Bauteile und CAFM-Systeme


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

FMA.Codex

Fragen? Antworten!Halle 11, Stand A30

(BFM GmbH / KeyLogic)

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