IoT in der Gebäudeautomation - Bauverlag Events

IoT in der Gebäudeautomation

Nutzen und Optimierung im Betrieb

Confidential Property of Schneider Electric

Markus Hettig & Robert Fochler

Confidential Property of Schneider Electric |

€26 Milliard.2018 Umsatz

42%Unserer Umsätze in ‘new economies’

137,000+MitarbeiterInnen in über 100 Ländern

5%

Unternehmensbilanz 2018

North America

28%

Western Europe

27%

AsiaPacific

29%

Rest of World

16%

40% 14% 29% 10% 7%

Gebäude Rechenzentren Industrie

Vier End-Märkte:

Eine ausgewogene globale Präsenz:2018 Umsätze per Region

EVUs

Schneider Electric Führend in der digitalen Transformation von Energiemanagement & Automatisierung

Unserer Umsätze investiertForschung & Entwicklung

Infrastruktur

Eine lange Erfahrung im Gebäude

General Electric Company-UK

Barber Colman Company

Robertshaw

Controlli

Messner (D)

Erie

SIEBE

Satchwell Control Systems LTD Del Norte

CSI

TAC (S)

Integral Technologies

Andover Controls (USA)

Invensys

(Buildings Bereich)

Pelco (USA)

Veris

Viconics

Can2Go

Die Welt ändert sich….

Datenanalyse,

Untersuchung von

Performance Trends und

Diagnosemöglichkeiten in

Kombination mit

Expertenwissen, die

Handlungsempfehlungen

aussprechen, um den

Betrieb des Gebäudes zu

optimieren

Marktfaktoren

Interne Faktoren

Ganzheitlicher Ansatz muss

entwickelt werden, um die

maximale Effizienz zu erreichen

20 % Reduzierung der Energiekosten

33 % Erhöhung der Mieterzufriedenheit

29 % Reduzierung von ungeplanten

Instandhaltungsmaßnahmen

20%

33%

29%

Modernisierung

Erweiterung

Serviceverträge

Consulting

• Digitalisierung x3 bis 2020 zu 5,5 Mrd. Datenpunkten

• Bevölkerung+2.5 Mrd. bis 2050

• KlimawandelGebäude müssen wesentlich effizienter werden (ENEV) um

die Klimaziele der Bundesregierung zu erreichen

• Abwägung von Kosten & BetriebVeraltete Infrastruktur und Mitarbeiter

• Veränderung der Mitarbeiter50% der Mitarbeiter sind Generation Y bis 2020

• Komfort & Arbeitsplatz der ZukunftFokus auf serviceorientierte Gebäude (Ladestationen für

Elektro Mobilität, Fitnesscenter, Relax Zonen)

Instandhaltungs-

service

Mehrw

ert

KONVERGENZ

ENERGIE

& PROZESS

OPTIMIERUNGBESCHLEUNIGUNG

TIoIT

Digitalisierung ermöglicht ungeahnte Effizienzpotenziale

OT

EcoStruxure

Resource Advisor

EcoStruxure

Building Advisor

EcoStruxure

Building Operation

SmartX

Edge Server

EcoStruxure

Power Monitoring Expert

NetzanalysatorenSmart PanelSmartX

Ventile &

Antriebe

SmartX

Advanced

Display

SmartX

Raumsenso

ren

SmartX

Raumregler

KNX &

DALI-

Beleuchtu

ng

SmartX IP-Controller

Lü

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Clo

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rtProaktive, auf Analysen basierende Services für Gebäude und Industrie

Echtzeitüberwachung, Störfallmanagement, Analyse

Apps, Analytics & Services

Edge Control

Connected ProductsSchützen, Messen, Vernetzen

GebäudeleittechnikEnergiemanagement und Netzanalyse

EV-Link Ladestationen

Übergreifende Gebäudeautomation und HLK-

Steuerung

CPO Backend & BetriebBeratung &

E-MobilitätskonzepteEcoStruxure

Power Advisor

EcoStruxure

Workplace Advisor

Remoteserviceplattform zur Optimierung

der Wartungs- und Betriebskosten

Übergeordnete

Energiemanagementplattform zur

Reduzierung der Energiekosten

Service zur Datenanalyse und

Netzqualitätsprüfung

Arbeitsplatzmanagement für

Nutzung und KomfortServices zum Aufbau und Betrieb

von E-Mobilität

Lastmanagement für Ladestation

Lokales dynamisches Lastmanagement für

Ladestationen EV-Link

Universal

messgeräteEnergiezähler System PowerTagFrequenzumrichter

EcoStruxureTM - IoT basierende Architektur und PlattformVerbindet IT und OT

EcoStruxure Building Advisor

EcoStruxure Building Operation

Leittechnik

(GLT) Cockpit

Sensoren/Aktoren Sensoren/Aktoren

z.B. Building AdvisorTeam-Box

(Daten + Experten Know How)

Vernetzte

Produkte

Edge

Control

Apps,

Analytik &

Services

Formel 1 Technik

Cloud + Mobile = 3 new digital integration to leverageEcoStruxureTM bringt heute bereits eine IoT End-to-End Vision, welche die

Transformation von Informationen in Mehrwerte vorantreibt

Vernetzte

Produkte

Steuerungslösungen

Apps, Analytics &

Services

Vernetzte Produkte

Apps, Analytics &

Services

Informationskreis RegelkreisRegelkreisInformationskreis

Nicht nur ein IT Ansatz…. sondern eine echte IoT-Vision, die bereits heute

geschäftlichen Mehrwert bringt

Vernetzte Produkte

Steuerungslösungen

Regelkreis

Und nicht nur ein OT Ansatz…

Informationskreis

Das Gleichgewicht finden ….

Die Erwartung an Energieeffizienz, Gebäudekomfort und Gebäudesicherheit sollte mit

folgenden Faktoren in Einklang gebracht werden:

Mitarbeiterstruktur

• Fast 50% der Facility

Manager sind besorgt, dass

nicht genügend Ressourcen

zur Verfügung stehen um die

steigende Arbeitsbelastung

zu meistern.

• Sorge um mangelndes

Fachpersonal

• Derzeit machen Digital

Natives (zwischen 18 und 28

Jahren) 10% der Belegschaft

aus.

• Innerhalb von 5 Jahren wird

jeder vierte Mitarbeiter ein

digitaler Mitarbeiter.

Finanzielle Performance

• 25% der Lebenszykluskosten

eines Gebäudes sind CapEx

• 75 % der Lebenszykluskosten

sind OpEx

• Veraltete Gebäude sind teurer in

der Instandhaltung und

verbrauchen mehr Energie.

• Instandhaltungsbudgets werden

permanent gekürzt

Veraltete

Gebäudesubstanz

• Die kritische Gebäude-

infrastruktur vor mehr als

50 Jahren geplant und in

Betrieb genommen

• 75% der Gebäude, die

2050 noch genutzt werden,

sind bereits gebaut

Mieterzufriedenheit

• Gebäudekomfort trägt zur

Mitarbeiterzufriedenheit

bei

• Die Folge ist eine

Erhöhung der

Produktivität

• Mieter in “green buildings”

berichten regelmäßig von

einer 30 % höheren

zufriedenheitsrate mit

ihrem Gebäude

Wandel? – Warum?

Instandhaltung von Gestern bis Morgen

Modernisierung

Traditionelle

Instandhaltung

Reaktiv

Gelebte Praxis der

Instandhaltung

Proaktiv

Gebäude 4.0 Ansatz –

Smart Building

Zustandsorientiert

Kostenintensiver

als proaktive

Instandhaltung

Kostenintensiver als

zustandsorientierte

Instandhaltung

der Anlagenfehler

sind altersabhängig

der Fehler sind

zufällig und nicht

reproduzierbar

Digitalisierung

Technologie ist nur ein Teil der Antwort…

Nachhaltigere Entwicklung

(durch die Reduzierung des

Energieverbrauchs und der

Wartungskosten)

Weniger Ausgaben für Investitionen

Fernwartung wo immer möglich

Fortlaufende Überwachung der

Anlagenleistung

Optimierung der Anlagennutzung

Verbesserte Nutzererfahrung

(bei gleichzeitiger Minimierung des

Supportaufwandes)

Weniger Beschwerden

Schnellere Problembearbeitung

Bessere Supportproduktivität

Support Mitarbeiterbindung

Mehr betriebliche Flexibilität

(Verlängerung der Anlagen-

lebensdauer und Senkung der

Betriebskosten)

Weniger ungeplante Ausfallzeiten

Fernwartung wenn möglich

Optimierung der Abläufe

Team Vorort wird mit zielgerichteten

Informationen versorgt.Menschen

Technologie

Analyse

Daten Information Erfahrung Erkenntnisse ErgebnisseUmsetzung

Gebäude 4.0

Building Advisor

Building Advisor ….

• ist eine systemunabhängige

• nicht aktiv eingreifende

• standortübergreifende

Plattform zur Optimierung und Diagnose

der Performance von gebäudetechnischen

Anlagen (HLK)

Digitale Services am Beispiel EcoStruxureTM Building Advisor


Datenpunktschnittstelle durch unterschiedliche Protokolle (BACnet, Modbus, OPC, EWS, OPC, TACOS, oBIX, R2)

Windows Service auf lokalen BMS System liest die Daten über ein BMS Protokoll

Geschützter Transport Layer Security (TLS)/Secure Socket Layer (SSL) mit Perfect Forward Secrecy (PFS) über Port 443

Datenumwandlung in Azure Cloud und in Azure Datenspeicher transferiert

Web Services produzieren Arbeitsaufträge für Verbauchsapplikationen

Web Portal ermöglicht Anwendern die Zustandsüberwachung über mehrere Gebäudeeinheiten

Managed Services von Schneider Electric inkl. Remote Überprüfung und Handlungsempfehlungen

sowie periodisches Reporting

Architektur-Überblick

Beispiele zur Optimierung von Komfort, Effizienz, Sicherheit

Building Advisor | Komfortverbesserung

Page 17

Die eingebrachte Zuluftmenge ist niedriger als der

Sollwert.

Die Raumlufttemperatur ist höher als Sollwert.

Sehr langsame Reaktion der Raumlufttemperatur

auf die Konditionierung.

Zone ist aktiv, auch wenn nicht besetzt.

Woher wissen Sie,

welche HLK Anlagen

priorisiert werden

müssen?

Building Advisor | Betriebskostenoptimierung

Page 17

Gleichzeitiges Heizen und Kühlen.

Die Abluftfeuchte ist höher als der Sollwert.

Undichtes Heizungsventil.

Undichtes Kühlventil.

Fehler beim Rücksetzen der

Zulufttemperatur.

Die

Raumtemperatur ist

auf dem Sollwert,

aber…

Building Advisor | Instandhaltungsoptimierung

Confidential Property of Schneider Electric | Page 17

Die Vorlauftemperatur ist niedriger als der Sollwert.

Niedrige Temperaturdifferenz (Delta t).

Fehlkalibrierung des Durchflusssensors.

Eintritts- / Austrittstemperaturkonflikt.

Der Kühlwasserdurchflusswert lag mehr als 10% über

dem gesamten Pumpennennstrom von 165 l / s

Kaltwasserversorgung

läuft wie erwartet,

aber…

Servicemodell und beispielhafte Berichte


Flexible und skalierbare Service Modelle

PlusÜberwachung der kritischen Alarme

Alarm Analyse

Cloud back up

Remote Fehlerbehebung

Bestimmte Anzahl von vor-Ort

Einsätzen auf Stundenbasis

Prime

+ Automatische Fehlererkennung

+ Zustandsüberwachung

+ Präventive Wartung

+ Bericht zum generellen Zustand

der Gebäudeinfrastruktur

Ultra+ ROI Reporting78% der Fehlermeldungen

können remote gelöst

werden

Schnelle Reaktion, schnellere

Diagnose durch Remote Service

Bureau, Expertenwissen mit

tiefgehendem Verständnis für

Gebäudezustandsüberwachung

Detailmaßnahmen, um das Facility

Managment Team

unternehmensweit vor Ort optimal

zu unterstützen und auf die

Maßnahmen zu fokussieren, die

nachhaltig einen Mehrwert für das

Gebäude bringen.

Enterprise

+ Multi-Site Bericht zum generellen Zustand

der Gebäude des Unternehmens

Analytics basierter Service

Provider

Implementierung der

Auswertungen aus den Analysen

durch Experten. Priorisierung der

vor-Ort-Maßnahmen, um das

Gebäude effizienter zu machen.

Kundenbericht

Executive Summary

• Kurzübersicht

• Trenddarstellung über einen bestimmen

Zeitraum

Detailsicht

Informationen zu:

• Welche Maßnahmen sind getroffen worden?

• Welche Fortschritte sind erzielt worden?

• Was kann noch gemacht warden?

Regelmäßige Information und Übersicht mit dem Kundenbericht

Wie ist die Einsparungs-Performance und das -Potential?

Executive summary – Übersicht Effizienz und Komfort

Wie entwickelt sich der Zustand meiner Anlagen / Gebäudeinfrastruktur? Wo steckt das größte Potential?

Executive Summary – Übersicht zustandsorientierte Instandhaltung

Weltweite Implementierung

Denmark 137

UK & IE 254

USA 457

EcoStruxure Building Advisor Coverage - Sites

Australia 155

China 1

Singapore 13

India 7

Sweden 46

Hong Kong 5

Canada 16

Norway 197

Gulf 4

Puerto Rico 21

Germany 20

Assets in deployment 10,715

Asset 61

Analysebeispiel aus Deutschland

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