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Die
vorliegende Erfindung geht von einem gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches
konzipierten Gebäudeinstallationssystem
aus.
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Derartige
Gebäudeinstallationssysteme
sind in der Regel dafür
vorgesehen, eine Vielzahl von in Gebäuden installierten Busgeräten (Aktoren
und Sensoren), wie Lampen, Antriebe, Fühler, Wächter, Schalter, Dimmer, Steller
usw. sowie übergeordneten Steuergeräten einerseits
mit der notwendigen Betriebsspannung zu versorgen und andererseits
datentechnisch miteinander zu vernetzen. Es sind bereits Gebäudeinstallationssysteme
bekannt, die zwei Bussysteme aufweisen, wobei dann eintreffende
Informationen des ersten Bussystems in übertragbare Befehle des zweiten
Bussystems bzw. umgekehrt umgesetzt werden müssen.
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Bei
den standardisierten Bussystemen (Konnex/EIB, LON) für die Gebäudevernetzung
werden die Busgeräte
in der Regel mit Leitungen vernetzt, die galvanisch von der Netzspannung
getrennt sind. In der konventionellen Installationstechnik ist es üblich, Schalter
und Taster für
netzversorgte Geräte
in Unterputz-Dosen zu installieren. Sollen diese Schalter und Tasten
jetzt vernetzt werden, entsteht das Problem, dass die Adern der
Netzleitung sowie die galvanisch getrennten Busleitungen in einer
UP-Dose zusammenkommen. Eine sichere Isolation zwischen den Adern
der Netzleitung und den Adern der Busleitung ist nur dann gewährleistet,
wenn der Installateur sehr sorgfältig
arbeitet. Um diese Probleme zu umgehen werden vielfach Taster und
Schaltgerät räumlich getrennt
aufgebaut. Der Taster wird ohne das Schaltgerät nur an die Busleitung angeschlossen und
in die UP-Dose eingebaut, das Schaltgerät wird in einem separaten Energieverteilungsschrank,
in dem ausreichend Platz für
eine sichere Verdrahtung vorhanden ist, untergebracht.
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Sicherer
sind in dieser Beziehung Unterputz-Schaltgeräte, die nach dem Powerline-Verfahren vernetzt
sind. Bei diesen Geräten
erfolgt die Datenkommunikation über
die Adern der Netzleitung, so dass keine zusätzlich isolierten Leitungen
(Busleitungen) für
die Datenübertragung
in die UP-Dosen gelegt werden müssen.
Diese Technologie wird auch von standardisierten Bussystemen (Konnex/EIB, LON)
unterstützt.
Allerdings sind solche Geräte
aufgrund der aufwändigen
Schaltungstechnik sehr teuer und die Datenübertragungsqualität ist abhängig von der
Ausführung
der Verlegung der Netzleitungen und von den angeschlossenen Verbrauchern.
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Im
Markt findet man auch Busgeräte
für UP-Dosen,
die über
eine zusätzliche
Datenader kommunizieren. Auch bei diesen Busgeräten müssen keine zusätzlich isolierten
Datenadern zusammen mit den Adern der Netzleitung in die UP-Dose
gelegt werden. Wegen der einfachen Schaltungstechnik sind solche
Geräte
vergleichsweise preiswert herstellbar. Die Datenübertragungsqualität ist aufgrund der
dafür vorgesehenen
zusätzlichen
Datenader gut. Diese Technologie wird von den standardisierten Bussystemen
(Konnex/EIB, LON) jedoch nicht hinreichend unterstützt.
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Die
Inbetriebnahme größerer vernetzter
Gebäudeinstallationen
wird in der Regel mit einem PC gestützten Werkzeug (z.B. ETS für Konnex/EIB)
vorgenommen. Zur Inbetriebnahme gehört sowohl die Adressierung
als auch die Parametrierung der einzelnen Busgeräte. Würde man nun in einer standardisierten
Gebäudeinstallation
(Konnex/EIB, LON) nichtstandardisierte Busgeräte verwenden wollen, so müsste ein
spezielles Gateway verwendet werden um die beiden Bussysteme miteinander
zu verbinden. Außerdem
müsste
das Gateway konfiguriert werden, was aufwändig und damit teuer ist. Zudem kann
die Inbetriebnahme der nichtstandardisierten Busgeräte nicht
mit dem standardisierten PC gestützten
Werkzeug (z.B. ETS für
Konnex/EIB) erfolgen, weil es hierzu nicht kompatibel ist. Die Inbetriebnahme
der nichtstandardisierten Busgeräte
müsste also
mit einem anderen Werkzeug vorgenommen werden. Das ist jedoch aufwändig und
verursacht weitere Kosten.
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Ein
Gebäudeinstallationssystem,
was zwei verschiedene, datentechnisch miteinander vernetzte Bussysteme
aufweist, ist z.B. durch die
DE 196 10 381 C2 bekannt geworden. Dabei
ist eine Schnittstelle zwischen dem ersten Bussystem und dem zweiten Bussystem
vorgesehen, welche als Gateway ausgebildet ist und für alle nachfolgend
angeschlossenen Busteilnehmer vom ersten Bussystem eintreffende Informationen
in übertragbare
Befehle des zweiten Bussystems bzw. umgekehrt umsetzt. Dabei ist
es notwendig, dass die Kommunikation zwischen den Busgeräten des
ersten Bussystems und des zweiten Bussystems immer im Austausch
mit einer Datenumsetzung im Gateway erfolgt, so dass auf die Busgeräte des zweiten
Bussystem nicht direkt mittels des PC gestützten Werkzeugs (z.B. ETS für Konnex/EIB) des
ersten Bussystem zugegriffen werden kann. Insbesondere bei der Inbetriebnahme
eines solchermaßen
ausgebildeten Gebäudeinstallationssystems
ergibt sich dadurch ein hoher Arbeits- und Zeitaufwand.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Gebäudeinstallationssystem zu
schaffen, bei dem die Busgeräte
von zwei miteinander in Verbindung stehenden Bussystemen direkt miteinander
kommunizieren können
bzw. bei dem insbesondere zur einfachen und schnellen Inbetriebnahme
mit dem PC gestützten
Werkzeug (z.B. ETS für
Konnex/EIB) des ersten Bussystems direkt auch auf die angepassten
Busgeräte
des zweiten Bussystems zugegriffen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.
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Bei
einer solchen Ausbildung ist besonders vorteilhaft, dass alle Busgeräte nach
einem einheitlichen Schema bzw. mit identischem PC gestützten Werkzeug
(z.B. ETS für
Konnex/EIB) direkt in Betrieb gesetzt bzw. angesprochen werden können, und dass
das die beiden Bussysteme miteinander verbindende Busübertragungsmodul
besonders einfach aufgebaut werden kann und somit besonders kostengünstig herstellbar
ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den
Unteransprüchen
angegeben. Anhand von vier Schaltbildern sei die Erfindung im Prinzip
näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1:
prinzipiell den Aufbau eines Gebäudeinstallationssystems;
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2:
prinzipiell den Aufbau eines Busübertragungsmoduls;
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3:
prinzipiell den Aufbau eines Busgerätes für das erste Bussystem;
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4:
prinzipiell den Aufbau eines angepassten Busgerätes für das zweite Bussystem.
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Wie
aus den Figuren hervorgeht, besteht ein solches Gebäudeinstallationssystem
im Wesentlichen aus einem ersten Bussystem 1, welches über ein
Busübertragungsmodul 3 mit
einem zweiten Bussystem 2 in Verbindung steht. Das erste
Bussystem 1 ist als sogenanntes standardisiertes Bussystem (Konnex/EIB,
LON) der Gebäudesystemtechnik
ausgeführt
und somit zum Betrieb einer Vielzahl von Busgeräten 6 vorgesehen.
Das zweite Bussystem 2 ist als sogenannter einfacher Subbus
ausgeführt,
an den ebenfalls eine Vielzahl angepasster Busgeräte 6a angeschlossen
werden können.
Zum Zwecke der Kommunikation, der bedarfsgerechten Funktionserfüllung und
der Inbetriebnahme stehen die beiden Bussysteme 1, 2 wie
bereits beschrieben über
das Busübertragungsmodul 3 miteinander
in Verbindung, wobei eintreffende Informationen des ersten Bussystems 1 in übertragbare
Befehle des zweiten Bussystems 2 und/oder eintreffende
Informationen des zweiten Bussystems 2 in übertragbare
Befehle des ersten Bussystems 1 umgesetzt werden.
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Wie
insbesondere aus 2 hervorgeht, besitzt das Busübertragungsmodul 3 zur
Ankopplung an das erste Bussystem 1 einen Physical Layer 4,
der mit einem ersten Mikrocontroller 8 verbunden ist. Wird
ein Telegramm auf das erste Bussystem 1 gegeben, so leitet
der Physical Layer 4 nach entsprechender Potentialanpassung
jedes Bit dieses Telegramms an den ersten Mikrocontroller 8 weiter.
Dieser setzt das Telegramm dann über
den an das Bussystem 2 angepassten Physical Layer 4a an
das zweite Bussystem 2 ab. Im Gegensatz zu einem Gateway
wird der Dateninhalt bei diesem Vorgang nicht verändert. Es
erfolgt lediglich die Anpassung an die unterschiedlichen Spannungs-,
Strom- und Zeitverhältnisse
des einzelnen Bits bezüglich
der beiden Bussysteme 1, 2. Damit ist also auch
keinerlei Parametrierung für
eine Inbetriebnahme erforderlich. Die beschriebenen Funktionen gelten
entsprechend auch für
die Gegenrichtung des Datenflusses. Somit ist der Einsatz eines
vergleichsweise einfach aufgebauten und besonders kostengünstig herstellbaren
Busübertragungsmoduls 3 ohne
weiteres gegeben.
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Das
als Subbus ausgeführte
zweite Bussystem 2 erlaubt die Verwendung von angepassten
Busgeräten 6a,
die prinzipiell so aufgebaut sind, wie die Busgeräte 6 des
ersten Bussystems 1. Die angepassten Busgeräte 6a müssen zur
Verwendung im zweiten Bussystem 2 lediglich mit einem angepassten
Physical Layer 4a ausgestattet sein, damit die einwandfreie
Verwendung im zweiten Bussystem 2 sichergestellt ist.
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Die
Physical Layer 4 der Busgeräte 6 und die angepassten
Physical Layer 4a der angepassten Busgeräte 6a weisen
in Bezug auf die im Busübertragungsmodul 3 eingesetzten
Physical Layer 4 bzw. angepassten Physical Layer 4a einen
identischen Aufbau auf.
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Sowohl
die Busgeräte 6 des
ersten Bussystems 1, als auch die angepassten Busgeräte 6a des zweiten
Bussystems 2 sind als sogenannte Unterputzgeräte ausgeführt und
erlauben somit die Montage in einer normalen Unterputzdose. Selbstverständlich sind
auch andere Bauformen möglich.
Die Datenübertragung
erfolgt bei den Busgeräten 6 des
ersten Bussystems 1 über
zwei galvanisch von der Netzleitung getrennte Busleitungen 19,
wohingegen die Datenübertragung
bei den angepassten Busgeräten 6a des
zweiten Bussystems 2 über
eine separate Datenader 21 erfolgt, die bei der normalen
Leitungsinstallation innerhalb der Netzleitung mit verlegt wird.
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Wie
insbesondere aus 3 und 4 hervorgeht,
sind die Busgeräte 6 und
die angepassten Busgeräte 6a modular
aufgebaut. Jedes Busgerät 6 bzw.
jedes angepasste Busgerät 6a besteht
aus einem als Unterputzeinsatz ausgeführten Leistungsteil 11,
einem mit Bedienelementen versehenen Funktionsaufsatz 12 und
einem Medienmodul 10 bzw. einem angepassten Medienmodul 10a.
Jedes Medienmodul 10 bzw. jedes angepasste Medienmodul 10a besteht
im Wesentlichen aus dem Physical Layer 4 bzw. dem angepassten
Physical Layer 4a und einem zweiten Mikrocontroller 13,
dabei sind in dem zweiten Mikrocontroller 13 sowohl der
Link Layer 5 bzw. angepasste Link Layer 5a als
auch die übrigen
Protokollschichten des Busgerätes 6 bzw.
des angepassten Busgeräts 6a als
Software implementiert. Das Medienmodul 10 des Busgerätes 6 hat
zwei Anschlüsse
für die
Verbindung mit den beiden Busleitungen 19, die für eine Konnex/EIB-Anbindung
ausgelegt sind. Die beiden Busleitungen 19 liegen auf Selv-Potential.
Die beiden Busleitungen 19 sind parallel zur Netzleitung
verlegt, wobei auf die doppelte Isolation zwischen dem Buspotential
und dem Netzpotential unbedingt zu achten ist. Die Netzleitung weist
die Ader PE, die Ader L und die Ader N auf und ist somit dreiadrig
ausgeführt.
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Die
angepassten Medienmodule 10a der angepassten Busgeräte 6a unterscheiden
sich im Aufbau vom Medienmodul 10 der Busgeräte 6 lediglich durch
den angepassten Physical Layer 4a und den angepassten Link-Layer 5a.
Die angepassten Medienmodule 10a der angepassten Busgeräte 6a weisen
zwei Busanschlüsse
für die
Verbindung mit der den Nullleiter darstellenden Ader N sowie einer
zusätzlichen
Datenader 21 der Netzleitung auf. Da die Datenader 21 auf
Netzpotential liegt, ist eine zusätzliche Isolation zu den übrigen Adern
PE, L und N der Netzleitung nicht erforderlich. Selbst wenn versehentlich
die Netzphase mit der Datenader 21 verwechselt wird, ist
die Sicherheit innerhalb des zweiten Bussystems 2 dadurch
nicht gefährdet.
Beim zweiten Bussystem 2 bzw. bei der Verwendung der angepassten
Busgeräte 6a mit
ihren angepassten Medienmodulen 10a entfällt die
Verlegung eines zusätzlichen
Busleitungsnetzes. Bei der Verlegung der Netzleitung ist lediglich
darauf zu achten, dass zur Datenübertragung
eine zusätzliche
freie Ader, nämlich
die Datenader 21 vorhanden ist. Im vorliegenden Fall kommt
also eine vieradrige Netzleitung zum Einsatz.
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Die
Kommunikation mit dem Leistungsteil 11 der Busgeräte 6 bzw.
angepassten Busgeräte 6a erfolgt
bei jedem Medienmodul 10 bzw. jedem angepassten Medienmodule 10a über eine
interne Schnittstelle 14 mit seriellen Protokoll. Konstruktiv
ist die interne Schnittstelle 14 (serielle Schnittstelle)
als wieder lösbarer
Steckverbindung ausgeführt.
Sollte das Leistungsteil 11 ohne die Ankopplung eines Medienmoduls 10 bzw.
eines angepassten Medienmoduls 10a betrieben werden, so
ist die interne Schnittstelle 14 wirkungslos.
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Jedes
Busgerät 6 und
jedes angepasste Busgerät 6a kann
wahlweise auch ohne Medienmodul 10 bzw. angepasstes Medienmodul 10a,
also unvernetzt innerhalb eines Gebäudeinstallationssystems eingesetzt
werden. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass der Kunde bei der Erstinstallation
mit Rücksicht
auf sein Budget das Geld für
die Medienmodule 10 bzw. angepassten Medienmodule 10a einsparen kann.
Eine nachträgliche
Vernetzung ist durch Einsetzen der Medienmodule 10 bzw.
angepassten Medienmodule 10a möglich. Natürlich können die Busgeräte 6 bzw.
angepassten Busgeräte 6a auch
anders aufgebaut werden, z.B. als einteilige Geräte.
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Wenn
das Medienmodul 10 für
das erste Bussystem 1 verwendet wird, muss der Installateur darauf
achten, dass die doppelte Isolation der Busleitungen 19 an
keiner Stelle verletzt wird. Insbesondere muss der Installateur
auch darauf achten, dass die Befestigungskrallen bei der Montage
die Leitungsisolationen nicht beschädigen. Wird das vernetzte Busgerät 6 irgendwann
durch ein nichtvernetztes Busgerät 6 ersetzt
ist darauf zu achten, dass die offenen Leitungsenden der isolierten
Busleitungen 19 durch eine doppelte Isolation gegen die
Berührung
mit den Adern PE, L und N der Netzleitung geschützt werden. Unkritischer ist
die Verwendung des angepassten Medienmoduls 10a der angepassten
Busgeräte 6a für das zweite
Bussystem 2, da hierbei die Datenkommunikation, wie bereits
beschrieben, über
die Datenader 21 erfolgt, die auf Netzpotential liegt und somit
zu den übrigen
Adern PE, L und N der Netzleitung nicht zusätzlich isoliert sein muss.
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Nachdem
das Leistungsteil 11 der Busgeräte 6 bzw. angepassten
Busgeräte 6a mit
oder ohne Medienmodul 10 bzw. angepassten Medienmodule 10a in
die UP-Dose eingebaut ist, kann der Aufsatz 12 mit den
Bedienelementen auf das Leistungsteil 11 aufgesteckt werden.
Nach dem Einschalten der Netzspannung kann dann das Busgerät 6 bzw.
angepasste Busgerät 6a in
Betrieb genommen werden. Zwischen jedem Leistungsteil 11 und
Aufsatz 12 der Busgeräte 6 bzw.
angepassten Busgeräte 6a ist
eine standardisierte Aufsatzschnittstelle 15 in Form einer
wieder lösbaren
Steckverbindung vorhanden.
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Die
Inbetriebnahme eines solchen Gebäudeinstallationssystems
erfolgt mit einem standardisierten PC gestützten Werkzeug (ETS). Ein solches standardisiertes
Werkzeug (ETS) läuft
auf einem PC 7, der über
eine PC-Schnittstelle 9 an das erste Bussystem 1 angekoppelt
ist. Da alle Telegramme des ersten Bussystems 1 von dem
Busübertragungsmodul 3 in
entsprechende Telegramme für
das zweite Bussystem 2 umgesetzt werden bzw. umgekehrt,
erscheint das gesamte Gebäudeinstallationssystem bestehend
aus dem ersten Bussystem 1 und dem zweiten Bussystem 2 aus
Sicht des standardisierten Werkzeugs (ETS) wie ein einziges Bussystem.
Der Projekteur bzw. Installateur bemerkt also nicht, dass es sich
bei der Installation um zwei verschiedene Bussysteme mit verschiedenen
Physical Layer 4 bzw. angepassten Physical Layer 4a handelt.
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Selbstverständlich ist
es auch möglich
die Busgeräte 6 bzw.
angepassten Busgeräte 6a so
auszugestalten bzw. aufzubauen, dass eine vereinfachte Inbetriebnahme
ohne PC 7, nämlich
lediglich durch eine entsprechende manuelle Betätigung der Bedienelemente der
Busgeräte 6 bzw.
angepassten Busgeräte 6a oder
einer Fernbedienung erfolgen kann. Auch diese manuelle Art der Inbetriebnahme
ist in Bezug auf die beiden Bussysteme 1, 2 ohne
Einschränkung
nach einem einheitlichen Schema möglich. Die manuelle Inbetriebnahme
wird also vom Installateur so durchgeführt, als wenn es sich nur um ein
einziges Bussystem handeln würde,
was somit für ihn
besonders leicht und einfach möglich
ist.
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Weil,
wie vorstehend beschrieben, alle Busgeräte 6, 6a einen
derartigen Aufbau aufweisen, dass die Busgeräte 6 des ersten Bussystems 1 lediglich unter
Verwendung eines angepassten Physical Layer 4a als angepasste
Busgeräte 6a zur
Verwendung im zweiten Bussystem 2 einsetzbar sind, ist
ein Gebäudeinstallationssystem
geschaffen worden, bei dem die Busgeräte 6, 6a von
zwei miteinander in Verbindung stehenden Bussystemen 1, 2 direkt
miteinander kommunizieren können
bzw. bei dem insbesondere zur einfachen und schnellen Inbetriebnahme mit
dem PC gestützten
Werkzeug (ETS) des ersten Bussystems 1 direkt auch auf
die angepassten Busgeräte 6a des
zweiten Bussystems 2 ohne Einschränkungen zugegriffen werden
kann.