DE102010043676A1

DE102010043676A1 - Verfahren zum Steuern der Energiekreisläufe eines Objekts

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Publication number: DE102010043676A1
Application number: DE102010043676A
Authority: DE
Inventors: Helmut Stahlschmidt; Bjoern Kuebler; Markus Brandstetter; Lukas Jager
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-05-10
Also published as: US20130345831A1; WO2012062498A2; US9563183B2; KR101925273B1; CN103270459B; EP2638441A2; CN103270459A; KR20140004641A; WO2012062498A3

Abstract

Es werden ein Verfahren und Informationsmodell zur Durchführung des Verfahrens vorgestellt. Das Verfahren dient zum Steuern der Energiekreisläufe eines Objekts mittels eines generischen Informationsmodells, das mindestens eine generische Einheit bzw. ein generisches Device (10) umfasst, das mit den Energiekreisläufen verbunden ist, wobei das mindestens eine Device (10) für jeden Energiekreislauf einer Steuereinheit bzw. Control Unit zugeordnet ist und dem mindestens einen Device (10) eine Devicematrix zugeordnet ist, in dem ein Energiefluss mindestens eines der Energiekreisläufe als Funktion beschrieben wird, die als Parameter mindestens einen Energiefluss wenigstens eines der anderen Energiekreisläufe umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Energiekreisläufe eines Objekts und ein Informationsmodell zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung betrifft weiterhin eine generische Einheit bzw. ein generisches Device und eine Steuereinheit bzw. Control Unit. Das Verfahren wird insbesondere im Rahmen des dezentralen Energiemanagements eingesetzt.
Stand der Technik
Energiemanagement umfasst die Planung und den Betrieb von energietechnischen Einheiten. Ziel des Energiemanagements ist es, den Energiebedarf der Nutzer zu befriedigen, wobei insbesondere eine kosten- und materialeffiziente Energieversorgung realisiert werden soll.
Mit dem sogenannten dezentralen Energiemanagement soll die aktive Steuerung der Komponenten eines Energiekreislaufs eines beliebigen Objekts, wie bspw. eines Gebäudes oder auch eines Stadtviertels, erreicht werden, um dadurch Größen, wie die Stromkosten oder den CO₂-Ausstoß, positiv beeinflussen zu können. Energie steht in diesem Zusammenhang für alle vorkommenden Energieformen, also z. B. elektrischen Strom, Wärme oder auch mechanische Arbeit. Weiterhin ist es notwendig, dass einige am Kreislauf beteiligte Komponenten eine automatische Steuerung zulassen. Zudem muss der gesamte betrachtete Kreislauf geeignet modelliert werden, um die direkten Folgen einer Beeinflussung im Voraus absehen zu können.
Der heutige Stand der Technik kennt die Informationsmodelle für die Gebäudeleittechnik und die Informationsmodelle für die Netzleittechnik außerhalb des Gebäudes. Beide Informationsarchitekturen sind nicht miteinander verknüpft und decken nicht die Anforderungen des dezentralen Energiemanagements ab. Beispielsweise verweist das NIST (National Institute of Standards and Technology) auf eine unvollständige Referenzliste in Bezug auf Standards für die Verknüpfung der Gebäudeautomatisierung und der Energietechnik. Ebenso behandeln weder IEC (International Electrotechnical Commission) noch IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) die Integration der verschiedenen Gewerke im Gebäude, wie bspw. Klima, Heizung, mechanische Arbeit, Strom, Licht usw. Bei diesen genannten Standards gibt es, wie auch bei anderen bisher bekannten Standards, keinen Ansatz für eine Modellierung.
Die Druckschrift US 2002/0082747 A1 beschreibt ein Energiemanagementsystem, das zum Verwalten der Erzeugung und Verteilung von Energie von einer Energiequelle zu einem Gebäude vorgesehen ist. Das Energiemanagementsystem beschreibt Energieerzeuger und Energieverbraucher, wobei die Energieerzeuger als Erzeuger unterschiedlicher Energieformen, wie bspw. thermische oder elektrische Energie, beschrieben werden. Das Gebäude wird als Verbraucher von Energie verstanden. Bei dem vorgestellten Verfahren geht es insbesondere darum, erzeugte Energie auf geeignete Weise in dem Gebäude zu verteilen, wobei eine Optimierung hinsichtlich der Kosten durchgeführt wird.
Es wird ein Verfahren angestrebt, mit dem eine einheitliche Modellierung sämtlicher Komponenten eines Energiekreislaufs möglich ist, um ein Energiemanagement, insbesondere ein dezentrales Energiemanagement, umsetzen zu können.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Informationsmodell mit den Merkmalen des Anspruchs 6 ein generisches Device gemäß Anspruch 8 und eine Control Unit nach Anspruch 9 vorgestellt. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
Es wird somit ein generisches Informationsmodell für dezentrale Energiemanagementanwendungen bzw. -applikationen vorgestellt. Darauf aufbauend wird das generische Informationselement, das die Regelungen im dezentralen Energiemanagement auf Basis des Informationsmodells vornimmt, entwickelt. Beide, nämlich Informationselement und das dazugehörige Informationsmodell, können bei dem vorgestellten Verfahren zum Einsatz kommen.
Gegenüber bekannten Vorgehensweisen ermöglicht das beschriebene Verfahren die Verknüpfung aller Gewerke im Gebäude und die Anbindung an die Versorgungsnetztechnik. Dies ist nicht auf Stromnetze beschränkt. Der Einsatz des Informationsmodells erlaubt die einfache Implementierung von verteilten Informationselementen, die die Aufgaben der Kommunikation, Regelung und der Energieverwaltung bzw. des Energiemanagements übernehmen.
Zu beachten ist, dass das vorgestellte Verfahren zur Modellierung irgendeines Objekts, bspw. eines Gebäudes oder einer Maschine, eingesetzt werden kann, in dem mehrere Energiekreisläufe vorliegen. Die Komponenten werden jeweils mittels eines generischen Device abgebildet, dem eine Devicematrix zugeordnet ist, in der der funktionale Zusammenhang zwischen dem Fluss eines Energiekreislaufs und dem Fluss eines anderen Energiekreislaufs definiert ist. Grundsätzlich können in einer Devicematrix die Zusammenhänge zwischen mehr als zwei Energiekreisläufen abgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann ein generisches Device auch mehr als eine Devicematrix umfassen.
Ein generisches Device kann auch einen Energiespeicher modellieren, dabei betrifft ein erster Energiekreislauf die Energie, die in dem Speicher gespeichert wird. Ein weiterer Kreislauf betrifft die Energie, die von dem Speicher abgegeben wird. Dabei können auch beide Energiekreisläufe identisch sein.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ausführungsform des vorgestellten generischen Device.
2 zeigt eine Modellierung eines Energiekreislaufs.
3 zeigt einen Steuerungszyklus für einen Energiekreislauf.
4 zeigt eine weitere Ausführung des generischen Device.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
In 1 ist eine Ausführungsform einer generischen Einheit bzw. eines generischen Device als ein Bestandteil des vorgestellten Informationsmodells dargestellt und insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Ein Pfeil 12 verdeutlicht eine Eingangsgröße, elektrischer Strom I bzw. Power (I), und ein weiterer Pfeil 14 eine Ausgangsgröße, elektrischer Strom I. Weiterhin ist Eingangsgröße ein Wärmestrom Q bzw. Heat (Q) (Pfeil 16) und Ausgangsgröße ein Wärmestrom Q (Pfeil 18).
Eine weitere Eingangsgröße, in diesem Fall ein Ereignis- bzw. Eventeingang von einem Nutzer oder einer Steuereinheit bzw. Control Unit, wird durch einen Pfeil 20 verdeutlicht. Eine weitere Ausgangsgröße, nämlich ein Ereignisausgang an die Control Unit, ist durch einen Pfeil 22 gekennzeichnet. Außerdem ist eine weitere Eingangsgröße, nämlich öffentliche Einheitdaten bzw. Public Device Data (in), durch einen Pfeil 24 und eine weitere Ausgangsgröße, nämlich Public Device Data (out), durch einen Pfeil 26 gezeigt. Schließlich verdeutlicht ein Pfeil 28 eine weitere Eingangsgröße für Öl, Gas usw.
In dem generischen Device 10 ist eine interne Steuerung bzw. Internal Control 30 enthalten, in der die Messwerte von I und Q überwacht werden.
Die Devicematrix ist Bestandteil der Internal Control 30. Die Internal Control 30 überwacht z. B. die Parameter und berechnet mithilfe der Funktionen aus der Devicematrix die Energieflüsse in den Kreisläufen.
Es ist zu beachten, dass ein zentraler Bestandteil des vorgestellten Verfahrens die Beschreibung der Energiewandlung zwischen den verschiedenen wirklichen Energieströmen im dezentralen Energiemanagement ist. Hierzu wird als Grundlage das Informationsmodell für die generische Einheit bzw. das generische Device bereitgestellt, wie dies beispielhaft in 1 dargestellt ist.
Das generische Device 10 umfasst alle Attribute, und Transaktionen, die bei der Energiewandlung entstehen können. Damit können alle am Energiekreislauf beteiligten Komponenten mithilfe des generischen Device 10 modelliert werden. Nach außen zeichnet sich ein Device durch seine Ein- und Ausgänge zu den verschiedenen Energiekreisläufen wie Strom oder Wärme aus. Es kann beliebig viele Eingänge oder Ausgänge zu beliebig vielen Kreisläufen haben. So ist eine Heizung sowohl an den Strom- als auch an den Wärmekreislauf angeschlossen. Eine weitere mögliche Zufuhr von außen in das Device stellen die Primärenergien wie Öl oder Gas dar. So hat eine Ölheizung eine Zufuhr von Primärenergie in Form von Öl.
Der Unterschied zwischen den Verbindungen zu den Energiekreisläufen und der Zufuhr von Primärenergie ist, dass die Zufuhr von Primärenergie von jedem Device unabhängig gesteuert werden kann, während die Flüsse in den Energiekreisläufen abhängig vom Bedarf aller Devices sind und dann ebenso wie der Primärenergieeinsatz optimiert werden sollen. Die dritte Verbindung eines Device nach außen stellen die Kommunikationskanäle (Pfeile 20 und 22) dar, die zur Übermittlung von Steuersignalen und Statusmeldungen dienen. Auch die direkte Interaktion mit einem Menschen, wie z. B. das Bedienen eines Ein-/Ausschalters, wird durch diese Kanäle modelliert.
Außerdem ist es möglich, dass Devices untereinander Daten austauschen, um z. B. auf Daten von Sensoren zuzugreifen. Dazu kann das Device 10 einige seiner Daten öffentlich zu Verfügung stellen und öffentlich gemachte Daten anderer Devices lesen (Pfeile 24 und 26).
Durch seine Verbindungen nach außen wird das Device 10 aber noch nicht vollständig modelliert. Entscheidend für die Beteiligung an den Kreisläufen ist, welche Wirkung Änderungen an einem Parameter auf alle anderen Parameter haben. Dieser Zusammenhang wird durch die Devicematrix dargestellt, die in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben ist.

I Q

I - I = f(Q; φ; t, ...)

Q Q = f(I; φ; t, ...) -

Tabelle 1
Die Devicematrix stellt den funktionalen Zusammenhang zwischen dem Fluss eines Kreislaufs und dem Fluss eines anderen Kreislaufs durch das entsprechende Device dar. Zusätzlich können auch Abhängigkeiten zu den vorhandenen Primärenergien (in der dargestellten Matrix mit dem Parameter φ bezeichnet) und weiteren Parametern, wie z. B. der Zeit t oder Sensordaten wie der Temperatur T, hinzukommen.
Der Energiefluss des Device in einem Kreislauf wird also durch eine Funktion beschrieben, die als Parameter die Flüsse des Device in den anderen Kreisläufen und weitere Parameter enthält. So ist es möglich, bei einer Veränderung eines Parameters die Auswirkungen auf das Device und damit auf die beteiligten Kreisläufe zu berechnen. Als Beispiel soll eine elektrische Heizung dienen. Diese produziert aus elektrischem Strom Wärme. Ist der funktionale Zusammenhang für diese Heizung bekannt, so kann man berechnen, wie sich eine Änderung der Leistungsaufnahme auf die produzierte Wärmemenge auswirkt. Eine Zeitabhängigkeit ist hier z. B. dadurch gegeben, dass sich die produzierte Wärmemenge mit einer gewissen Verzögerung der Leistungsaufnahme anpasst.
Ein anderes Beispiel für eine Zeitabhängigkeit stellt eine Waschmaschine dar, die je nach Fortschritt in ihrem Waschprogramm eine bestimmte Leistung benötigt. Die Waschmaschine ist außerdem ein Beispiel für eine Devicematrix mit nur einer Spalte und Zeile, da sie ausschließlich am Stromkreislauf beteiligt ist. Dann ist nur der funktionale Zusammenhang zwischen der Leistungsaufnahme und anderen Parametern wie der Zeit interessant.
Desweiteren umfasst das Device 10 die interne Steuerung 30. Diese dient dazu, die relevanten Messwerte zu überwachen und gegebenenfalls in geeigneter Weise zu reagieren. Dies kann zum Beispiel eine einfache Zeitschaltung sein oder eine Überwachung der Raumtemperatur, so dass bei Über- oder Unterschreitung von festgelegten Grenzwerten das Device 10 seinen neuen Bedarfsstatus anzeigen kann.
Mit dem generischen Device 10 können nicht nur tatsächlich existierende Endgeräte sondern auch abstrakte Komponenten, wie zum Beispiel ein Raum oder ein ganzes Gebäude, modelliert werden. Dadurch ermöglicht das generische Informationsmodell eine beliebig granulare Modellierung des Gesamtkreislaufs und auch die Einbeziehung von äußeren Gegebenheiten durch abstrakte Devices.
Ein Beispiel für ein abstraktes Device ist ein Bürozimmer. Dieses verbraucht Wärme und Strom. Der Wärmeverbrauch hängt dabei nicht nur vom Stromverbrauch ab, sondern auch von der Anzahl der Menschen im Büro, von der Tages- und Jahreszeit, von der Sonneneinstrahlung und vor allem auch von der gewünschten Temperatur im Büro. Ebenso hängt der Strombedarf z. B. von der Tageszeit, der Nutzung und dem Datum ab. Dies kann in beliebig exakter Weise durch das generische Device modelliert werden.
Neben dem generischen Device 10 ist die Steuereinheit bzw. Control Unit der zweite zentrale Bestandteil des generischen Informationsmodells. Die Control Unit ist für die Überwachung und Steuerung der Devices, die dies zulassen, zuständig. Sie ist über die Kommunikationskanäle mit den Devices verbunden und kann darüber Ereignisse bzw. Events abschicken und erhalten. Die von der Control Unit gesendeten Events dienen zum einen der Statusabfrage und zum anderen der Übermittlung von Steuersignalen. Die Devices senden Events an die Control Unit, um eine Änderung ihres Status anzuzeigen.
Ein wichtiger Bestandteil der Control Unit ist der Steuerungsalgorithmus, der für die Zuteilung der Resourcen in dem Kreislauf zuständig ist. Seine spezifische Implementierung wird durch das generische Informationsmodell nicht vorgegeben. Als Eingabe verwendet der Algorithmus standardisierte Bedarfsinformationen der Devices und ggf. weitere Parameter wie Korridore für die Leistungsaufnahme und Preisinformationen.
Mit dem generischen Device und der Control Unit kann der Energiekreislauf eines beliebigen Objektes modelliert werden. Dabei sind sowohl beliebig viele Devices als auch beliebig viele Control Units zugelassen. Jedes Device ist für jeden Kreislauf, mit dem es verbunden ist, genau einer Control Unit zugeordnet. Den Control Units können beliebig viele Devices zugeordnet sein. Es gibt pro Kreislauf einer bestimmten Energieform mindestens eine Control Unit. Eingangsgrößen sind grundsätzlich konjugierte Größen. In den Devices sind Funktionen und Attribute beschrieben und in parametrisierbarer Form abgelegt. Control Units sind grundsätzlich in Software implementiert.

Zwischen dem generischen Device und der Control Unit kann eine einheitliche Schnittstelle vorgesehen sein. Es können drei Methoden pro Energieform bzw. -art, wie bspw. Strom, Wärme usw., vorgesehen sein. Diese sind wie folgt bezeichnet:

getLoadOffers	Angebot des Device an die Control Unit
setLoad	Control Unit gibt Zuschlag für eines der Angebote
getCurrentLoad	tatsächlich gemessene, im Moment benötigte bzw. gelieferte
	Leistung

Events können sein:

loadOffersChanged	Device zeigt an, dass sich sein Status geändert hat, so dass die
	Control Unit mit getLoadOffers die neuen Angebote abfragen
	kann.
currentLoadChanged	Device zeigt an, dass die gemessene Leistung sich geändert
	hat, so dass die Control Unit mit getCurrentLoad die Leistung
	abfragen kann.

Jede weitere Kommunikation des Device, bspw. mit der Nutzerschnittstelle, den physischen bzw. physikalischen Geräten usw., ist Device spezifisch.

Ein Angebot (LoadOffer) besteht aus:

EnergyType	Strom, Wärme, Kühlung usw.
(Energy-)Profile	vorausgesagter Energieverbrauch bzw. Erzeugung
TimeCondition	Zeitvorgabe (wann, wie lange?)
Weight	Gewichtung (Preis, CO₂-Verbrauch, Priorität)

Ein Device kann mehrere solcher Angebote an die Control Unit abgeben. Die Control Unit entscheidet dann, welches Angebot und unter welchen Bedingungen angenommen wird (Startzeitpunkt, Laufzeit).
Als veranschaulichendes Beispiel wird nachfolgend eine Photovoltaikanlage betrachtet.
Für die nächsten beiden Stunden ist Sonnenschein vorausgesagt. Daher könnte das Device bspw. folgende Angebote machen:
Volle Leistung (Profil = z. B. 10 kW), Start: ab sofort möglich, Laufzeit: bis zwei Stunden, Priorität: sehr hoch
80% Leistung (durch Verschiebung des Arbeitspunkts des Gleichrichters), Start und Laufzeit wie vorstehend, Priorität: niedrig
60% Leistung (durch Verschiebung des Arbeitspunkts des Gleichrichters), Start und Laufzeit wie vorstehend, Priorität: sehr niedrig
0% Leistung (aus), Start und Laufzeit wie vorstehend, Priorität: am niedrigsten
In 2 ist ein Beispiel für einen modellierten Gesamtkreislauf bzw. Energiekreislauf 40 dargestellt. Die Darstellung zeigt als Devices ein erstes Büro 50, ein zweites Büro 52, einen ersten Block 54 für Licht im Erdgeschoss, einen zweiten Block 56 für Licht im Obergeschoss, eine erste Control Unit 60 für Wärme, eine zweite Control Unit 62 für Strom, eine dritte Control Unit 64 für Strom, eine Heizung 70, eine Waschmaschine 72 und einen dritten Block 74 für Licht außen.
In dem modellierten Energiekreislauf 40 gibt es einen Wärmekreislauf und zwei getrennte Stromkreisläufe. Der Übersichtlichkeit wegen werden hier nur die Zugehörigkeiten der Devices zu den jeweiligen Control Units dargestellt. Dadurch ergeben sich implizit die Zugehörigkeiten zu den Energiekreisläufen. Abhängigkeiten zwischen den Devices und Primärenergien fehlen in dieser Darstellung. Eine Verbindung zwischen zwei Kreisläufen kommt entweder durch Devices zustande, die an beiden Kreisläufen beteiligt sind oder einer der Kreisläufe stellt sich dem anderen als ein einziges abstraktes Device dar. Dies ist eine zentrale Eigenschaft des generischen Informationsmodells. Für die Steuerung eines Kreislaufs sind nur Informationen der direkt zugeordneten Devices notwendig. Abhängigkeiten zwischen den Kreisläufen müssen auf Ebene der Devices modelliert werden.
Die Kommunikation findet im generischen Informationsmodell in der Regel zwischen einem Device und einer Control Unit statt. Weder Devices noch Control Units können miteinander kommunizieren mit der Ausnahme, dass Devices auf freigegebene Parameter eines anderen Devices zugreifen können, um z. B. den Messwert eines Sensors zu erhalten. Die Kommunikation findet über Events statt, d. h. im Gegensatz zu einer regelmäßigen Kommunikation wird ein Event durch eine bestimmte Situation, also eine Konstellation der Parameter, ausgelöst. Diese Events sind Device unabhängig, können sich aber zwischen den verschiedenen Kreisläufen unterscheiden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Steuerungsalgorithmus unabhängig von den angeschlossenen Devices implementiert werden kann und alle Devices dieselbe Kommunikationsschnittstelle implementieren, d. h. nach außen geeignet abstrahiert werden.
In 3 ist schematisch ein Steuerungszyklus des Energiekreislaufs wiedergegeben. Die Darstellung zeigt einen stabilen Zustand 80 und einen gestörten Zustand 82. Übergänge zwischen den beiden Zuständen 80 und 82 sind eine Bedarfsänderung (Pfeil 84) und eine Ressourcenzuteilung (Pfeil 86).
Ziel der Steuerung ist es, den Bedarf, und zwar sowohl den positiven als auch den negativen, aller Devices so abzustimmen, dass der Fluss im Gesamtkreislauf bestimmte Bedingungen erfüllt, wie z. B. dass die Gesamtleistungsaufnahme nicht größer sein soll als ein vorgegebener Maximalwert. Dies wird erreicht, indem der Steuerungsalgorithmus die vorhandenen Ressourcen geeignet auf die Devices verteilt und dann entsprechende Steuersignale an die Devices versendet. Ist dies einmal geschehen, so befindet sich der Kreislauf in einem stabilen Zustand, solange sich der Bedarf der Devices oder die äußeren Vorgaben nicht ändern.
Grundsätzlich wird eine neue Regelung des Kreislaufs also nur dann notwendig, wenn die interne Logik eines Device, ausgelöst durch eine Änderung seiner Parameter, der Control Unit eine neue Bedarfsanfrage sendet. Daher funktioniert die Steuerung Event getrieben. Ein Device meldet einen geänderten Bedarf an die Control Unit. Der Steuerungsalgorithmus verteilt die vorhandenen Ressourcen neu und sendet an diejenigen Devices Steuersignale, deren Zustand sich ändern soll. Danach ist der Gesamtkreislauf wieder in einem stabilen Zustand.
Der Regelkreislauf des generischen Informationsmodells beschreibt die augenblickliche bzw. instantane Reaktion des Systems auf eine geänderte Bedarfs- oder Ressourcensituation, um ständig die vorgegebenen Beschränkungen einhalten zu können. Dies schließt andere Mechanismen der Steuerung und Überwachung des Gesamtkreislaufs, insbesondere Prognosen und Vorausplanung, nicht aus. Vielmehr wird durch die Vereinheitlichung der Steuer- und Überwachungsevents die Homogenität und damit die Administrier- und Erweiterbarkeit des Systems gewährleistet.
Die Steuerung innerhalb des Device wird anhand eines Beleuchtungssystems nachvollzogen.
Die Implementierung des Beleuchtungssystems als generisches Device umfasst die Logik für die tatsächliche Interaktion mit dem physischen Beleuchtungssystem. Das Beleuchtungssystem ist bspw. durch KNX, was eine gängige Gebäudeautomatisierungstechnik darstellt, angebunden, über ein IP-Gateway im Netzwerk erreichbar und bietet eine Schnittstelle, über die man verschiedene Beleuchtungsszenarien schalten kann. Mögliche Szenarien sind bspw.: alles aus, alles an, Notbeleuchtung, normale Beleuchtung nachts usw.
Gibt die Control Unit den Zuschlag für ein Angebot, z. B. mit der vollen Leistung, so wird von der Device-Implementierung über die KNX-Schnittstelle das Beleuchtungssystem auf ”alles an” zu dem Zeitpunkt geschaltet, zu dem das Angebot gestartet werden soll.
Die Device-Implementierung weiß, welche Aktionen, bspw. Schaltvorgänge, für die jeweiligen Angebote notwendig sind.
In 4 ist ein generisches Device 90 für eine elektrische Heizung mit einer Internal Control 92 und einer Devicematrix 94 dargestellt. Eingangsgröße 96 ist die elektrische Leistung P (Power (P)), Ausgangsgröße 96 ist die Wärmeleistung Q . (= dQ/dt)(Heat (Q .)) . Weiterhin findet eine bidirektionale Kommunikation mit einer Control Unit 104 statt (Pfeile 100 und 102).
Die elektrische Heizung verbraucht elektrische Energie und produziert Wärme. Das Verhältnis zwischen produzierter Wärme und verbrauchtem Strom ist somit –1. Es gilt somit: P = –dQ/dt
Die (Leistungs-)Profile der Angebote für die beiden Energiearten sind in diesem Fall also bis auf das Vorzeichen identisch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2002/0082747 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Steuern der Energiekreisläufe (40) eines Objekts mittels eines generischen Informationsmodells, das mindestens eine generische Einheit bzw. ein generisches Device (10, 90) umfasst, das mit den Energiekreisläufen (40) verbunden ist, wobei das mindestens eine Device (10, 90) für jeden Energiekreislauf (40) einer Steuereinheit bzw. Control Unit (60, 62, 64, 104) zugeordnet ist und dem mindestens einen Device (10, 90) eine Devicematrix (94) zugeordnet ist, in der ein Energiefluss mindestens eines der Energiekreisläufe (40) als Funktion beschrieben wird, die als Parameter mindestens einen Energiefluss wenigstens eines der anderen Energiekreisläufe (40) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das zur Regelung der Energiekreisläufe (40) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Devices (10, 90) Daten untereinander austauschen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem Daten zu Ereignissen ein- und/oder ausgegeben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem öffentliche Daten ein- und/oder ausgegeben werden.
Informationsmodell zum Steuern von Energiekreisläufen (40) eines Objekts, insbesondere für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Informationsmodell mindestens eine generische Einheit bzw. ein generisches Device (10, 90) umfasst, das mit den Energiekreisläufen (40) verbunden ist, wobei das mindestens eine Device (10, 90) für jeden Energiekreislauf (40) einer Steuereinheit bzw. Control Unit (60, 62, 64, 104) zugeordnet ist und dem mindestens einen Device (10, 90) eine Devicematrix (94) zugeordnet ist, in der ein Energiefluss mindestens eines der Energiekreisläufe (40) als Funktion beschrieben wird, die als Parameter mindestens einen Energiefluss wenigstens eines der anderen Energiekreisläufe (40) umfasst.
Informationsmodell nach Anspruch 6, das eine interne Steuerung bzw. Internal Control (30, 92) umfasst, um Messwerte zu überwachen.
Generisches Device, insbesondere für ein Informationsmodell nach Anspruch 6 oder 7, das mit Energiekreisläufen (40) verbunden ist, wobei das mindestens eine Device (10, 90) für jeden Energiekreislauf (40) einer Steuereinheit bzw. Control Unit (60, 62, 64, 104) zugeordnet ist und dem mindestens einen Device (10, 90) eine Devicematrix (94) zugeordnet ist, in der ein Energiefluss mindestens eines der Energiekreisläufe (40) als Funktion beschrieben wird, die als Parameter mindestens einen Energiefluss wenigstens eines der anderen Energiekreisläufe (40) umfasst.
Control Unit, insbesondere für ein Informationsmodell nach Anspruch 6 oder 7, dem mindestens ein Device (10, 90) nach Anspruch 8 zugeordnet ist.
Control Unit nach Anspruch 9, das in Software implementiert ist.