WO2012110089A1 - System und verfahren zur steuerung eines gebäudes - Google Patents

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WO2012110089A1
WO2012110089A1 PCT/EP2011/052296 EP2011052296W WO2012110089A1 WO 2012110089 A1 WO2012110089 A1 WO 2012110089A1 EP 2011052296 W EP2011052296 W EP 2011052296W WO 2012110089 A1 WO2012110089 A1 WO 2012110089A1
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WO
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building
control
elements
computer unit
computer
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PCT/EP2011/052296
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ludger Hovestadt
Duke Thomas A. THEURER
Original Assignee
Mivune Ag
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2642—Domotique, domestic, home control, automation, smart house

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for controlling a building according to the independent patent claims.
  • bus systems have great practical advantages; However, a large disadvantage in practice such systems is that they are self-ge ⁇ closed. Only components with a matching interface can be used in a given bus system. The installation and especially the retrofitting is therefore very complex and expensive, since only components of a system are compatible with each other. Also, the link Various ⁇ ner systems with each other and / or even the sharing (responsiveness) of a component (e.g., a switch) of a system in a next higher-level, the other system is practically not possible.
  • a component e.g., a switch
  • the inventive task is in a first aspect ge ⁇ solves by a system for controlling a building, comprising i) at least one computer unit;
  • topology at least one building topology, wherein the topology defined building a building area at least, with which is associated at least one control, regulation, measurement ⁇ consumer or function or be assigned;
  • the computer unit according to i) may be a han ⁇ flashal PC, workstation or the like. Also, the use of microcomputers
  • the storage means may be a computer unit integrated into the storage means or an external, operatively connected to the computer unit memoryhaving ⁇ tel in particular.
  • commercially available memory means are within the scope of the invention uses, for example, digital Rotie ⁇ -saving storage media (e.g. hard disks, floppy disks, removable hard disks). not digital, rotating storage media (e.g., Mag ⁇ netb currently); optical storage media (eg CDs, DVDs); magneto-optical storage media (eg MiniDisk); electronic storage chermedia (eg memory cards, flash memory, USB sticks, solid state drives).
  • the storage means is a mobile data carrier.
  • the storage means is a storage means accessible via a data network, in particular the Internet.
  • Example ⁇ as possible to access memory in a cloud.
  • This building topology defines at least one building area to which at least one control, regulation, measuring or consumer function is assigned or assignable.
  • a building area can be selected from areas and sections. Areas here are in particular rooms, corridors, floors (as well as partial areas thereof); Sections here are in particular building wings or building parts. Existing room books can be used for this purpose.
  • a space (buildings) is associated with an automatic ⁇ specific, time-controlled closing Store (Steu fürsfunkti ⁇ on), an automatic temperature controller (Regelungsfunkti ⁇ on) or stereo (receiver function).
  • Step fürsfunkti ⁇ on an automatic temperature controller
  • stereo stereo
  • the sequence program according to ii) b) describes and coordinates the individual functions that are performed by the elements of the building control. Simple processes are, for example, the switching on / off of the light at certain times; the control of the temperature based on the measurement of the temperature with at least one temperature sensor. More sophisticated procedures, the continuous adjustment of the intensity artificially ⁇ Licher light sources by a changed intensity are incident, for example, natural light, so that a constant light intensity in space results.
  • More complex sequences are possible, such as controlling access to buildings (door ⁇ opening only with correct identification by sensors) and the person-specific setup and release of Resource ⁇ opportunities at work (if, for example access control was passed at the entrance, is the workplace of the identified Person actuates the door opening, light / blinds actuated and the computer with the personal access authorizations released.
  • An essential aspect of the invention is that the renderpro ⁇ program for the elements of the building control is designed such that the individual elements of the building control for the execution of the control, regulation, measurement or consumer ⁇ cherfunktion no further computer program or module more assigned. This means that the sequence program in particular ⁇ special no longer used more drivers to address individual elements of the building control; This results in a building control independent of the hardware (the concrete elements of the building control).
  • This example can be achieved with software-based gateways that translates a system language of the building control system according to the invention in languages already in the building and pre-existing in the system according to the invention to be integratedRadioautomationssyste ⁇ me; This will be explained in more detail below in the context of the execution ⁇ examples.
  • control, regulation, measurement or receiver function is independently defined or definable by its associated control hardware and this Steue ⁇ rungs-, regulation, measurement or consumer function executing elements of the building control system.
  • the definition is abstract, what provides the user with significant added value in the handling and maintenance of the system.
  • he ⁇ demand existing building automation systems today often ei ⁇ ne definition on the level of concrete interconnection of individual elements; An abstract visualization has to be generated separately and costly in such cases (if this occurs at all).
  • the sequence program is stored and / or stored in a markup language for displaying hierarchically structured data in the form of text data on the memory means.
  • Markup languages that can be used within the scope of the invention are in particular HTML and XHTML; most preferably XML.
  • HTML and XHTML are in particular HTML and XHTML; most preferably XML.
  • the Ready Stel ⁇ development of the sequence program in particular in one of the vorgenann ⁇ th, widespread markup language provides universal possible applicability of the sequence program on diverse computer units.
  • the computer unit is configured such that an editor for configuring the system and / or at least one particular graphical user interface for operation of the system by the user is on ⁇ rufbar.
  • the editor can be used for local parameterization or for parameterization via remote access (eg via the Internet).
  • the parameters are abstract (e.g. via icons placed at the correct location of the deposited building topology, eg a stylized Bulb for a lamp, where peripheral parameters such as, for example, details of the illuminant, such as wattage, light color, etc. optional fields or regulators are entered), whereby a considerable advantage in the handling of the system can be achieved.
  • Benut ⁇ zerober Structure (n) is arranged locally at the computer unit. This allows a full and convenient on-site care of the system.
  • the system includes a plurality of computer units that are non-hierarchically juxtaposed.
  • Such an architecture ge ⁇ ensures a trouble-free operation, because the failure of or a fault in a next higher-level computer unit always relates to only a portion of the building automation.
  • the ancillary computer units each with a portion of memory, and are set up such that this part of memory Zvi ⁇ exploiting that computer units is adjusted continuously, irrespective of which computer unit is a modification of the contents of its memory section has been made. This makes it particularly easy to allow that no matter on which computer unit parameterization has been made, can always be accessed by all computer units to these parametric ⁇ tion.
  • Another aspect of the invention relates to a method of controlling a building comprising the steps
  • topology at least one building topology, wherein the topology defined building a building area at least, with which is associated at least one control, regulation, measurement ⁇ consumer or function or be assigned;
  • Another aspect of the invention relates to a Computerpro ⁇ program product, which executes a method in particular as vorste ⁇ basis described, when run on a computer unit, comprising at least a sequence program for elements of a building control and / or the presence in a building control hardware for the elements of the Building control, whereby the sequence program for the elements of the building control is formed such that the individual elements of Ge ⁇ bäude crampung for the execution of the control, regulation, measuring or consumer function no further computer program or module must be assigned.
  • Another aspect of the invention relates to a planning aid ⁇ means for parameterizing a system for building control as described above, containing
  • input means for assigning to the building topology at least one control, regulation, measuring or consumer function which is independent of the control hardware associated therewith and the building control elements carrying out the control, regulation, measurement or consumer function;
  • output means for generating a file which is readable by the computer unit of a system as described above, in particular for generating an XML file.
  • the planning tool can be used both locally at as are operated by the computer unit of the building control system also losge ⁇ dissolves.
  • the planning aid is used on a separate computer unit not connected to the computer unit of the building control for initial parameterization.
  • the generated file (eg in XML format) is then stored on a mobile storage medium, for example, and stored in the memory of the computer during installation of the building automation system. transmitted unit of the building automation system.
  • Another aspect of the invention relates to a method of integrating at least one, preferably several insbeson ⁇ particular pre-existing building automation systems in a überge ⁇ arranged control system of a building, said we ⁇ antes one, preferably the plurality of particularlyquel ⁇ stationary building automation systems via software-based Ga ⁇ teways are integrated into the higher-level system for controlling the building, whereby the gateway translates the system language of the higher-level system for controlling the building into the system language (s) of the particular preexisting building automation systems.
  • This makes it the first time made light ⁇ to unite various pre-existing building automation systems under a single, higher-level system, which also have the manageability and configurability ve ⁇ is purely kindled.
  • Fig. 1 Schematic representation of the system for controlling a building according to the invention
  • Fig. 2 Schematic representation of the operative connection between the computer unit and the elements ofConfigurationsteu ⁇ tion; 3: Schematic representation of secondary computer units with partial memories.
  • FIG. 1 schematically illustrates a system according to the invention for controlling a building.
  • software is installed; the inner frame with the Be ⁇ reference numbers 2 symbolizes this software, the circulating ⁇ de outer frame, the hardware of the computer unit.
  • the individual ⁇ nen exporting elements of the building control are denoted by 4a-g.
  • the Ele ⁇ elements 4a-d and 4e-f specific subsystems in this case are already assigned vorexistie ⁇ render building automation, eg. A KNX or LON building automation system.
  • These subsystems in turn have their own, system-specific control hardware, which is symbolized in Figure 1 by the reference numerals 5 and 5 '.
  • Element 4g also symbolizes an element of the building control, which is not part of a subsystem.
  • the individual elements 4a-d, f-4e and 4g are connected via specific Ga ⁇ teways 8a, 8b and 8c with the control software on the computing ⁇ nerhim. 2
  • 4g designates an executive element of the building control which is not associated with a particular subsystem; These may be, for example, by a conven tional ⁇ button o. the like. Act.
  • the gateways are in this case soft ware ⁇ module which translates the unused on the computer unit Sys ⁇ tem geography with which the system is parameterized in the system language of the subsystems to which the elements or associated 4a-4e d-f.
  • the gateways do not directly control the interaction with connected, executing elements of the building control, but they translate the system language of the software on the computer unit 2 in the system language of the respective subsystems.
  • the respective subsystems can possibly their hand ⁇ classic drivers to control elements use the building control; This is explained below in connection with FIG.
  • the computer unit 2 can be associated with an editor 6 (and / or also a graphical user interface) locally or remotely, which is indicated by the dashed connection.
  • the system 1 can be parameterized via such an editor , both for initial operation and for maintenance. Additionally or alternatively, the system 1 can be parameterized on a remote computer unit with an editor 6 '(and / or also with a graphical user interface).
  • an XML file is, for example, on the remote computer unit. Generated which, as explained above describes the building topology and includes a sequence program, and is stored on a particular mo ⁇ bilen or accessible remotely Disk 3. This file can be transferred to the memory of the computer unit 2, both by direct Sprint ⁇ supply (eg a USB stick) or remotely.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the operative connection between the computer unit 2 and the executive elements of the building control 4.
  • a control software is installed, which via a specific gateway with control hardware 5 (bspw of building automation ⁇ systems such as KNX or the like) for elements 4 of the building control is operatively connected.
  • control hardware 5 bspw of building automation ⁇ systems such as KNX or the like
  • drivers 9 for controlling individual elements 4 of the building control may be required.
  • the gateways 8 are used for purely software-based translation of various system languages.
  • Figure 3 shows a variant of the invention comprising two computer units 2a, 2b, which sub-memory 7a and 7b, respectively Availability checked ⁇ gene. If, for example, a switch S via the computer unit 2a and a lamp LI configured (arranged thus in the building topology and in a sequence program ) and parameterized via a computer unit 2b a lamp L2, the corresponding ⁇ information is stored in each of the sub-memories 7a and 7b.
  • the partial memory 7a and 7b are continually meetgli ⁇ Chen, so that information which is originally present in only part of memory 7a or 7b, then is present in both sub-memories 7a and 7b.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung eines Gebäudes. Die Integration mehrerer vorbestehender Gebäudeautomationssysteme in ein übergeordnetes System zur Steuerung eines Gebäudes wird ermöglicht, wobei die vorbestehenden Gebäudeautomationssysteme über softwarebasierte Gateways in das übergeordnete System zur Steuerung des Gebäudes eingebunden werden, und wobei das Gateway die Systemsprache des übergeordneten System zur Steuerung des Gebäudes in die Systemsprache(n) des/der vorbestehenden Gebäudeautomationssysteme übersetzt.

Description

SYSTEM UND VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINES GEBÄUDES
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines Gebäudes gemäss den unabhängigen Patentsprüchen.
Einfachste Typen von Gebäudesteuerungen sind seit langem bekannt und basieren typischerweise auf der Schaltung von Re¬ lais; mit derartigen Gebäudesteuerungen können bspw. einfache Beleuchtungssysteme und dergleichen gesteuert werden. Komple¬ xere Gebäudesteuerungen so jedoch nicht zu realisieren.
Für komplexere Anforderungen sind in neuerer Zeit Gebäudesteu¬ erungen mit Busleitungen entwickelt worden. Zwar haben Bussysteme grosse praktische Vorteile; ein in der Praxis grosser Nachteil solcher Systeme ist jedoch, dass sie in sich ge¬ schlossen sind. Nur Komponenten mit einer passenden Schnittstelle können in einem gegebenen Bussystem eingesetzt werden. Die Installation und insbesondere die Nachrüstung ist daher sehr aufwändig und teuer, da nur Komponenten eines Systems miteinander kompatibel sind. Auch die Verknüpfung verschiede¬ ner Systeme miteinander und/oder auch nur die gemeinsame Nutzung (Ansprechbarkeit) einer Komponente (bspw eines Schalters) eines Systems in einem nebengeordneten, anderen System ist praktisch nicht möglich.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Be¬ kannten zu vermeiden, insbesondere ein System und ein Verfahren zur Gebäudesteuerung bereitzustellen, welches flexibel und kostengünstig einsetzbar ist sowie einfach nach-, auf- und um¬ rüstbar ist.
Die erfindungsgemässe Aufgabe wird in einem ersten Aspekt ge¬ löst durch ein System zur Steuerung eines Gebäudes, umfassend i) mindestens eine Rechnereinheit;
ii) mindestens ein mit der Rechnereinheit verbundenes oder verbindbares Speichermittel, in welchem ein Datenstamm um¬ fassend
a) wenigstens eine Gebäudetopologie, wobei die Gebäude- topologie wenigstens einen Gebäudebereich definiert, dem wenigstens eine Steuerungs-, Regelungs-, Mess¬ oder Verbraucherfunktion zugeordnet oder zuordenbar ist; und
b) wenigstens ein Ablaufprogramm für Elemente der Gebäu¬ desteuerung und/oder die im Gebäude vorhandene Steue¬ rungshardware für die Elemente der Gebäudesteuerung hinterlegt und/oder hinterlegbar ist, wobei das Ablaufpro¬ gramm für die Elemente der Gebäudesteuerung derart ausgebildet ist, dass den einzelnen Elementen der Gebäudesteue¬ rung für die Ausführung der Steuerungs-, Regelungs-, Mess¬ oder Verbraucherfunktion kein weiteres Computerprogramm oder -modul mehr zugeordnet ist.
Bei der Rechnereinheit gemäss i) kann es sich um einen han¬ delsüblichen PC, eine Workstation oder dergleichen handeln. Auch die Verwendung von Kleinstrechnern
Bei dem Speichermittel gemäss ii) kann es sich insbesondere um ein in der Rechnereinheit integriertes Speichermittel oder ein externes, mit der Rechnereinheit wirkverbundenes Speichermit¬ tel handeln. Typischerweise werden im Rahmen der Erfindung handelsübliche Speichermittel verwendet, bspw. digitale rotie¬ rende Speichermedien (bspw Festplatten, Disketten, Wechselplatten) ; nicht digitale, rotierende Speichermedien (bspw Mag¬ netbänder) ; optische Speichermedien (bspw CDs, DVDs) ; magnetooptische Speichermedien (bspw MiniDisk) ; elektronische Spei- chermedien (bspw Speicherkarten, Flash-Speicher, USB-Sticks, Solid State Drives) .
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Speichermittel um einen mobilen Datenträger.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Speichermittel um ein über ein Datennetzwerk, insbesondere das Internet, zugängliches Speichermittel. Beispiels¬ weise kann auf Speicherplatz in einer Cloud zugegriffen werden .
Auf dem Speichermittel ist gemäss ii)a) eine Gebäudetopologie hinterlegt. Diese Gebäudetopologie definiert wenigstens einen Gebäudebereich, dem wenigstens eine Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion zugeordnet oder zuordenbar ist. Ein Gebäudebereich kann ausgewählt sein aus Flächen und Abschnitten. Flächen sind hierbei insbesondere Räume, Flure, Stockwerke (sowie jeweils Teilbereiche davon); Abschnitte sind hierbei insbesondere Gebäudeflügel oder Gebäudeteile. Bereits vorhandene Raumbücher können hierfür genutzt werden. Zum Raumbuch gehören üblicherweise bereits neben einer Identifikati¬ onsangabe (bspw Raumnummer) bestimmte Angaben zur Lage des Raumes (Zugehörigkeit zu Gebäude (teil) , Etage), zur vorgesehe¬ nen Nutzungsart sowie Ausstattungsmerkmale (bspw jegliche Inf¬ rastrukturanschlüsse) und die Grundfläche des Raumes; diese Angaben können im Rahmen der Erfindung übernommen werden.
Beispielhaft ist einem Raum (Gebäudebereich) eine automati¬ sche, zeitgesteuert verschliessende Store (Steuerungsfunkti¬ on) , eine automatische Temperaturregulierung (Regelungsfunkti¬ on) oder eine Stereoanlage (Verbraucherfunktion) zugeordnet. Über diese Zuordnung von Gebäudetopologie zu den darin vorhan- denen Funktionen werden die nötigen Informationen bereitgestellt, um die Gebäudesteuerung gemäss der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, wie nachfolgend im Detail erläutert wird.
Als Elemente der Gebäudesteuerung werden typischerweise Senso¬ ren (bspw für Temperatur oder Licht) , Aktoren (bspw Stellmotoren, Regler, Schalter) und Verbraucher (bspw Lampen, Hausgeräte) verstanden. Bei der im Gebäude vorhandenen Steuerungshard¬ ware kann es sich typischerweise bereits im Gebäude vorbeste¬ hende Gebäudeautomationssysteme handeln, die dem Fachmann be¬ kannt und insbesondere busbasiert sind. Im Rahmen der Erfin¬ dung einbindbare Steuerungshardware sind bspw EIB, KNX, Dali, LON, digitalSTROM, EnOcean, SPS Systeme, Modbus.
Das Ablaufprogramm gemäss ii)b) beschreibt und koordiniert die einzelnen Funktionen, die durch die Elemente der Gebäudesteuerung ausgeführt werden. Einfache Abläufe sind bspw das Ein- /Aussschalten des Lichts zu bestimmten Zeiten; die Regelung der Temperatur, basierend auf der Messung der Temperatur mit wenigstens einem Temperatursensor. Anspruchsvollere Abläufe sind bspw die kontinuierliche Anpassung der Intensität künst¬ licher Lichtquellen an durch mit veränderter Intensität einfallendes, natürliches Licht, so dass eine gleich bleibende Lichtintensität im Raum resultiert. Auch komplexere Abläufe sind möglich, wie bspw die Zugangskontrolle zu Gebäuden (Tür¬ öffnung nur bei korrekter Identifikation durch Sensoren) und die personenspezifische Einrichtung und Freigabe von Ressour¬ cen am Arbeitsplatz (wenn bspw die Zugangskontrolle am Eingang passiert wurde, wird am Arbeitsplatz der identifizierten Person die Türöffnung betätigt, Licht/Storen betätigt und der Rechner mit den persönlichen Zugangsberechtigungen freigegeben . Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist, dass das Ablaufpro¬ gramm für die Elemente der Gebäudesteuerung derart ausgebildet ist, dass den einzelnen Elementen der Gebäudesteuerung für die Ausführung der Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbrau¬ cherfunktion kein weiteres Computerprogramm oder -modul mehr zugeordnet ist. Das bedeutet, dass das Ablaufprogramm insbe¬ sondere keine weiteren Treiber mehr verwendet, um einzelne Elemente der Gebäudesteuerung anzusprechen; es ergibt sich so eine von der Hardware (den konkreten Elementen der Gebäudesteuerung) unabhängige Gebäudesteuerung. Dies kann bspw mit softwarebasierten Gateways erzielt werden, welche eine Systemsprache der Gebäudesteuerung gemäss der Erfindung in Systemsprachen bereits im Gebäude vorbestehender und in das System gemäss der Erfindung zu integrierende Gebäudeautomationssyste¬ me übersetzt; dies wird nachfolgend im Rahmen der Ausführungs¬ beispiele noch näher erläutert.
Zwar ist im Rahmen der Erfindung nicht ausgeschlossen, dass in die Gebäudeautomation eingebundene Subsysteme wie bspw KNX Systeme oder dergleichen die in diesem Subsystem eingebundenen Elemente der Gebäudesteuerung noch mittels eines Treibers an¬ sprechen. Sobald jedoch ein solches Subsystem in das übergeordnete System gemäss der vorliegenden Erfindung eingebunden wird, erfolgt die Steuerung mittels des AblaufProgramms , wobei keine weiteren Treiber für die einzelnen Elemente der Gebäudesteuerung verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist also die Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion von der ihr zugeordneten Steuerungshardware und den diese Steue¬ rungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion ausführenden Elementen der Gebäudesteuerung unabhängig definiert oder definierbar. Bereits die Definition erfolgt also abstrakt, was für den Benutzer einen erheblichen Mehrwert in der Handhabbarkeit und Wartung des Systems schafft. Im Gegensatz hierzu er¬ fordern bestehende Gebäudeautomationssysteme heute oftmals ei¬ ne Definition auf der Ebene der konkreten Verschaltung einzelner Elemente; eine abstrakte Visualisierung muss in solchen Fällen separat und aufwändig generiert werden (wenn diese überhaupt erfolgt) .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ablaufprogramm in einer Auszeichnungssprache zur Darstellung hierarchisch strukturierter Daten in Form von Textdaten auf dem Speichermittel hinterlegt und/oder hinterlegbar. Im Rahmen der Erfindung verwendbare Auszeichnungssprachen sind insbesondere HTML uns XHTML; ganz besonders bevorzugt XML. Die Bereitstel¬ lung des AblaufProgramms insbesondere in einer der vorgenann¬ ten, weit verbreiteten Auszeichnungssprachen gewährleistet die möglichst universelle Verwendbarkeit des AblaufProgramms auf vielfältigsten Rechnereinheiten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Rechnereinheit derart ausgebildet, dass ein Editor zur Parametrierung des Systems und/oder wenigstens eine insbesondere graphische Benutzeroberfläche zur Bedienung des Systems vom Benutzer auf¬ rufbar ist. Der Editor kann zur lokalen Parametrierung oder auch zur Parametrierung per Fernzugriff (bspw über das Internet) verwendet werden. Das gleiche gilt für die insbesondere graphische Benutzeroberfläche, wobei diese in der Praxis be¬ sonders bevorzugt ist, da es die Parametrierung des Systems erheblich vereinfacht: Die Parametrierung erfolgt abstrakt (bspw über Symbole, plaziert an der korrekten Stelle der hinterlegten Gebäudetopologie ; z.B. eine stilisierte Glühbirne für eine Lampe, wobei Randparameter wie bspw Details des Leuchtmittels wie Wattstärke, Lichtfarbe, etc ggf mittels Aus- wahlfeldern oder Reglern eingebbar sind) , wodurch ein erheblicher Vorteil in der Handhabbarkeit des Systems erzielbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Editor und/oder wenigstens eine der insbesondere graphische (n) Benut¬ zeroberfläche (n) lokal bei der Rechnereinheit angeordnet. Dies ermöglicht eine vollumfängliche und bequeme Vor-Ort Betreuung des Systems.
Selbstverständlich ist es aber in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auch möglich, dass der Editor und/oder wenigstens eine der insbesondere graphische (n) Benutzeroberfläche (n) über ein Datennetzwerk, insbesondere das Internet, mit der Rechnereinheit verbunden und/oder verbindbar.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen umfasst das System eine Mehrzahl von Rechnereinheiten, welche nicht-hierarchisch einander nebengeordnet sind. Eine derartige Architektur ge¬ währleistet einen möglichst störungsfreien Betrieb, da der Ausfall von oder ein Fehler in einer nebengeordneten Rechnereinheit stets nur eine Teilbereich der Gebäudeautomation betrifft.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen verfügen die nebengeordneten Rechnereinheiten jeweils über einen Teilspeicher und sind derart eingerichtet, dass dieser Teilspeicher zwi¬ schen diesen Rechnereinheiten fortwährend abgeglichen wird, unabhängig davon, auf welcher Rechnereinheit eine Modifikation des Inhalts seines Teilspeichers vorgenommen wurde. Hierdurch ist es besonders einfach ermöglicht, dass unabhängig davon, auf welcher Rechnereinheit eine Parametrierung vorgenommen wurde, stets von allen Rechnereinheiten auf diese Parametrie¬ rung zugegriffen werden kann. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Gebäudes, umfassend die Schritte
i) Bereitstellen mindestens einer Rechnereinheit;
ii) Bereitstellen mindestens eines mit der Rechnereinheit ver¬ bundenen oder verbindbaren Speichermittels, in welchem ein Datenstamm umfassend
a) wenigstens eine Gebäudetopologie, wobei die Gebäude- topologie wenigstens einen Gebäudebereich definiert, dem wenigstens eine Steuerungs-, Regelungs-, Mess¬ oder Verbraucherfunktion zugeordnet oder zuordenbar ist; und
b) wenigstens ein Ablaufprogramm für Elemente der Gebäu¬ desteuerung und/oder die im Gebäude vorhandene Steue¬ rungshardware für die Elemente der Gebäudesteuerung hinterlegt und/oder hinterlegbar ist, wobei das Ablaufpro¬ gramm für die Elemente der Gebäudesteuerung derart ausgebildet ist, dass den einzelnen Elementen der Gebäudesteue¬ rung für die Ausführung der Steuerungs-, Regelungs-, Mess¬ oder Verbraucherfunktion kein weiteres Computerprogramm oder -modul mehr zugeordnet ist.
Die Funktionen und Vorteile des Verfahrens zur Steuerung eines Gebäudes wurden vorstehend bereits anhand der Gebäudesteuerung an sich beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerpro¬ grammprodukt, welches ein Verfahren insbesondere wie vorste¬ hend beschrieben ausführt, wenn es auf einer Rechnereinheit läuft, umfassend wenigstens ein Ablaufprogramm für Elemente einer Gebäudesteuerung und/oder die in einem Gebäude vorhandene Steuerungshardware für die Elemente der Gebäudesteuerung, wobei das Ablaufprogramm für die Elemente der Gebäudesteuerung derart ausgebildet ist, dass den einzelnen Elementen der Ge¬ bäudesteuerung für die Ausführung der Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion kein weiteres Computerprogramm oder -modul mehr zugeordnet werden muss.
Die Funktionen und Vorteile eines solchen Computerprogrammpro¬ dukts ergeben sich unmittelbar aus der vorstehenden Beschreibung der Gebäudesteuerung an sich.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Planungshilfs¬ mittel zum Parametrieren eines Systems zur Gebäudesteuerung wie vorstehend beschrieben, enthaltend
i) Eingabemittel zum Definieren einer Gebäudetopologie mit wenigstens einem Gebäudebereich;
ii) Eingabemittel, um der Gebäudetopologie wenigstens eine Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion zuzuordnen, welche von der ihr zugeordneten Steuerungshardware und den diese Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion ausführenden Elementen der Gebäudesteuerung unabhängig ist;
iii) Ausgabemittel zum Erzeugen einer Datei, welche von der Rechnereinheit eines Systems wie vorstehend beschrieben lesbar ist, insbesondere zum Erzeugen einer XML Datei.
Das Planungshilfsmittel kann sowohl lokal bei als auch losge¬ löst von der Rechnereinheit der Gebäudesteuerung betrieben werden. Typischerweise wird bei einer Erstinstallation der Gebäudesteuerung das Planungshilfsmittel auf einer nicht mit der Rechnereinheit der Gebäudesteuerung verbundenen, separaten Rechnereinheit zur Erstparametrierung genutzt. Die erzeugte Datei (bspw im XML Format) wird dann bspw auf einem mobilen Speichermedium abgespeichert und bei der Installation des Gebäudeautomationssystems vor Ort in den Speicher der Rechner- einheit des Gebäudeautomationssystems übertragen. Die Funktio¬ nen und Vorteile des Planungshilfsmittels zur Steuerung eines Gebäudes wurden vorstehend bereits anhand der Gebäudesteuerung an sich beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Integrieren wenigstens eines, vorzugsweise mehrerer insbeson¬ dere vorbestehender Gebäudeautomationssysteme in ein überge¬ ordnetes System zur Steuerung eines Gebäudes, wobei das we¬ nigstens eine, vorzugsweise die mehreren insbesondere vorbe¬ stehenden Gebäudeautomationssysteme über softwarebasierte Ga¬ teways in das übergeordnete System zur Steuerung des Gebäudes eingebunden werden, wobei das Gateway die Systemsprache des übergeordneten System zur Steuerung des Gebäudes in die Systemsprache (n) des/der insbesondere vorbestehenden Gebäudeautomationssysteme übersetzt. Hierdurch ist es erstmals ermög¬ licht, vorbestehende verschiedene Gebäudeautomationssysteme unter einem einheitlichen, übergeordneten System zu vereinen, wobei zudem noch die Handhabbarkeit und Parametrierbarkeit ve¬ reinfacht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und Ausfüh¬ rungsbeispielen näher erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung auf die gezeigten Ausführungsformen zu beschränken ist. Es zeigen:
Fig. 1: Schematische Darstellung des Systems zur Steuerung eines Gebäudes gemäss der Erfindung;
Fig. 2: Schematische Darstellung der Wirkverbindung zwischen der Rechnereinheit und den Elementen der Gebäudesteu¬ erung; Fig. 3: Schematische Darstellung nebengeordneter Rechnereinheiten mit Teilspeichern.
In Figur 1 ist ein erfindungsgemässes System zur Steuerung eines Gebäudes schematisch illustriert. Auf einer Rechnereinheit 2 ist eine Software installiert; der innere Rahmen mit dem Be¬ zugszeichen 2 symbolisiert hierbei die Software, der umlaufen¬ de äussere Rahmen die Hardware der Rechnereinheit. Die einzel¬ nen ausführenden Elemente der Gebäudesteuerung sind mit 4a-g bezeichnet. In dem Ausführungsbeispiel sind hierbei die Ele¬ mente 4a-d und 4e-f bestimmten Subsystemen bereits vorexistie¬ render Gebäudeautomationen zugeordnet, bspw. einem KNX oder einem LON Gebäudeautomationssystem. Diese Subsysteme verfügen wiederum über eigene, systemspezifische Steuerungshardware, die in Figur 1 mit den Bezugszeichen 5 und 5' symbolisiert ist. Als Element 4g ist zudem ein Element der Gebäudesteuerung symbolisiert, welches nicht Teil eines Subsystems ist. Die einzelnen Elemente 4a-d, 4e-f und 4g sind über spezifische Ga¬ teways 8a, 8b und 8c mit der Steuerungssoftware auf der Rech¬ nereinheit 2 verbunden. 4g bezeichnet ein ausführendes Element der Gebäudesteuerung, welches nicht einem speziellen Subsystem zugeordnet ist; hierbei kann es sich bspw um einen konventio¬ nellen Taster o. dgl . Handeln. Die Gateways sind hierbei Soft¬ waremodule, welche die auf der Rechnereinheit genutzten Sys¬ temsprache, mit welcher das System parametriert wird, in die Systemsprache der Subsysteme übersetzt, welchen die Elemente 4a-d bzw. 4e-f zugeordnet sind. Im Unterschied zu Treibern steuern also die Gateways nicht unmittelbar die Interaktion mit angeschlossenen, ausführenden Elementen der Gebäudesteuerung, sondern sie übersetzen die Systemsprache der Software auf der Rechnereinheit 2 in die Systemsprache der jeweiligen Subsysteme. Die jeweiligen Subsysteme können allenfalls ihrer¬ seits jedoch klassische Treiber zur Ansteuerung von Elementen der Gebäudesteuerung verwenden; dies ist nachfolgend im Zusammenhang mit Figur 2 erläutert. Der Rechnereinheit 2 kann ein Editor 6 (und/oder auch eine graphische Benutzeroberfläche) lokal oder per Fernzugriff zugeordnet sein, was durch die gestrichelte Verbindung angedeutet ist. Über einen solchen Edi¬ tor kann das System 1 parametriert werden, sowohl zum erstmaligen Betrieb als auch für die Wartung. Zusätzlich oder alternativ kann auf einer entfernten Rechnereinheit mit einem Editor 6' (und/oder auch mit einer graphischen Benutzeroberfläche) das System 1 parametriert werden. Hierzu wird auf der entfernten Rechnereinheit bspw. eine XML Datei erzeugt, die wie vorstehend erläutert die Gebäudetopologie beschreibt und ein Ablaufprogramm enthält, und die auf einem insbesondere mo¬ bilen oder per Fernzugriff erreichbaren Datenträger 3 abgespeichert wird. Diese Datei kann sowohl per direkter Übertra¬ gung (bspw über einen USB Stick) oder per Fernwartung in den Speicher der Rechnereinheit 2 übertragen werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Wirkverbindung zwischen der Rechnereinheit 2 und den ausführenden Elementen der Gebäudesteuerung 4. Auf der Rechnereinheit 2 ist eine Steuerungssoftware installiert, welche über ein spezifisches Gateway mit Steuerungshardware 5 (bspw von Gebäudeautomations¬ systemen wie KNX oder dergleichen) für Elemente 4 der Gebäudesteuerung wirkverbunden ist. In derartigen Subsystemen wie KNX können Treiber 9 zur Ansteuerung von einzelnen Elementen 4 der Gebäudesteuerung erforderlich sein. Im Gegensatz zu klassischen (Hardware) Treibern 9, die unmittelbar die Ansteuerung von ausführenden Elementen betreffen, dienen die Gateways 8 zur rein softwarebasierten Übersetzung verschiedener Systemsprachen. Hierdurch ist es dank der Erfindung erstmals ermöglicht, verschiedene Subsysteme mit verschiedenen Systemspra¬ chen in einem Gebäudeautomationssystem zu vereinen, ohne dass die Parametrierung und Benutzung aufgrund der Mehrzahl zur Anwendung kommender Systemsprachen von Subsystemen komplexer wird. Im Gegenteil wird die Parametrierung und Benutzung sogar gegenüber einem singulären Bussystem wie bspw KNX vereinfacht, da eine rein abstrakte Parametrierung ermöglicht ist, wie vor¬ stehend beschrieben.
Figur 3 zeigt eine Variante der Erfindung mit zwei Rechnereinheiten 2a, 2b, die jeweils über Teilspeicher 7a bzw. 7b verfü¬ gen. Wird bspw über die Rechnereinheit 2a ein Schalter S und eine Lampe L I parametriert (also in der Gebäudetopologie und in ein Ablaufprogramm eingeordnet) und über eine Rechnereinheit 2b eine Lampe L2 parametriert, so werden die entsprechen¬ den Informationen jeweils in den Teilspeichern 7a und 7b abgelegt. Die Teilspeicher 7a und 7b werden fortwährend abgegli¬ chen, so dass Information, die ursprünglich nur in einem Teilspeicher 7a oder 7b vorhanden ist, anschliessend in beiden Teilspeichern 7a und 7b vorhanden ist. Im konkreten Beispiel gemäss Figur 3 wäre im Teilspeicher 7a ursprünglich nur die Parametrierung von L I und S vorhanden, während im Teilspeicher 7b ursprünglich nur die Parametrierung von L2 vorhanden wäre. Nach dem Abgleich der Teilspeicher 7a und 7b sind in beiden Teilspeichern 7a und 7b die Informationen über L I , L2 und S enthalten. Hierdurch ist es ermöglicht, von jeder Rechnereinheit das System möglichst weitgehend, vorzugsweise vollständig zu parametrieren . Insbesondere ist es bspw möglich, über die Rechnereinheit 2b möglich, den Schalter S mit seinen zwei Schaltereinheiten Sl und S2 derart zu parametrieren, dass die Lampe L I mit der Schaltereinheit Sl geschaltet werden kann, während mit der Schaltereinheit S2 die Lampe L2 geschaltet werden kann, unabhängig davon, auf welcher Rechnereinheit 2a oder 2b die einzelnen Elemente ursprünglich parametriert wurden .

Claims

PATENTA S PRÜCHE
1. System (1) zur Steuerung eines Gebäudes, umfassend
i) mindestens eine Rechnereinheit (2;2a-b);
ii) mindestens ein mit der Rechnereinheit verbundenes oder verbindbares Speichermittel (3), in welchem ein Datenstamm umfassend
a) wenigstens eine Gebäudetopologie, wobei die Gebäudetopologie wenigstens einen Gebäude¬ bereich definiert, dem wenigstens eine Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion zugeordnet oder zuor- denbar ist; und
b) wenigstens ein Ablaufprogramm für Elemente (4;4a-g) der Gebäudesteuerung und/oder die im Gebäude vorhandene Steuerungshardware (5;5λ) für die Elemente (4;4a-f) der Gebäu¬ desteuerung
hinterlegt und/oder hinterlegbar ist, wobei das Ab¬ laufprogramm für die Elemente (4;4a-g) der Gebäude¬ steuerung derart ausgebildet ist, dass den einzelnen Elementen (4;4a-g) der Gebäudesteuerung für die Aus¬ führung der Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion kein weiteres Computerprogramm oder -modul mehr zugeordnet ist.
2. System (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucher¬ funktion von der ihr zugeordneten Steuerungshardware (5;5λ) und den diese Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion ausführenden Elementen (4;4a-g) der Gebäudesteuerung unabhängig definiert oder definierbar ist .
System (1) gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Speichermittel (3) um einen mobilen Datenträger handelt.
System (1) gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Speichermittel (3) um ein über ein Datennetzwerk, insbesondere das Internet, zugängliches Speichermittel (3) handelt.
System (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablaufprogramm in einer Aus¬ zeichnungssprache zur Darstellung hierarchisch strukturierter Daten in Form von Textdaten auf dem Speichermittel (3) hinterlegt und/oder hinterlegbar ist.
System (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (2;2a-b) derart ausgebildet ist, dass ein Editor (6) zur Parametrierung des Systems (1) und/oder wenigstens eine insbesondere graphische Benutzeroberfläche zur Bedienung des Systems (1) vom Benutzer aufrufbar ist.
System (1) gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Editor (6) und/oder wenigstens eine der insbe¬ sondere graphische (n) Benutzeroberfläche (n) lokal bei der Rechnereinheit (2;2a-b) angeordnet ist.
System (1) gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Editor (6) und/oder wenigstens eine der insbe¬ sondere graphische (n) Benutzeroberfläche (n) über ein Da¬ tennetzwerk, insbesondere das Internet, mit der Rechner¬ einheit (2;2a-b) verbunden und/oder verbindbar ist.
9. System (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Steuerungshardware (5;5λ) um ein System ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus EIB, KNX, Dali, LON, digitalSTROM, EnOcean, SPS Systemen, Modbus sowie Kombinationen davon handelt.
10. System (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4;4a-g) der Gebäude¬ steuerung ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Sensoren, Aktoren, Verbrauchern und Kombinationen davon.
11. System (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebäudebereich ausgewählt ist aus Flächen und Abschnitten, wobei insbesondere Flächen Räume, Flure, Stockwerke definieren und Abschnitte Gebäu¬ deflügel oder Gebäudeteile definieren.
12. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) eine Mehrzahl von Rechnereinheiten (2a; 2b) umfasst, welche nicht-hierarchisch einander nebengeordnet sind.
13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheiten (2a; 2b) jeweils über einen Teilspeicher (7a; 7b) verfügen und derart eingerichtet sind, dass die¬ ser Teilspeicher (7a; 7b) zwischen diesen Rechnereinheiten (2a; 2b) fortwährend abgeglichen wird, unabhängig davon, auf welcher Rechnereinheit (2a; 2b) eine Modifikation des Inhalts seines Teilspeichers (7a; 7b) vorgenommen wurde.
14. Verfahren zur Steuerung eines Gebäudes, umfassend die Schritte i) Bereitstellen mindestens einer Rechnereinheit (2;2a- b) ;
ii) Bereitstellen mindestens eines mit der Rechnereinheit (2;2a-b) verbundenen oder verbindbaren Spei¬ chermittels (3) , in welchem ein Datenstamm umfassend a) wenigstens eine Gebäudetopologie, wobei die Gebäudetopologie wenigstens einen Gebäude¬ bereich definiert, dem wenigstens eine Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion zugeordnet oder zuor- denbar ist; und
b) wenigstens ein Ablaufprogramm für Elemente (4;4a-g) der Gebäudesteuerung und/oder die im Gebäude vorhandene Steuerungshardware (5;5λ) für die Elemente (4a-f) der Gebäude¬ steuerung
hinterlegt und/oder hinterlegbar ist, wobei das Ab¬ laufprogramm für die Elemente (4;4a-g) der Gebäude¬ steuerung derart ausgebildet ist, dass den einzelnen Elementen (4;4a-g) der Gebäudesteuerung für die Aus¬ führung der Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion kein weiteres Computerprogramm oder -modul mehr zugeordnet ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Verfahren insbeson¬ dere nach Anspruch 14 ausführt, wenn es auf einer Rechnereinheit (2;2a-b) läuft, umfassend wenigstens ein Ab¬ laufprogramm für Elemente (4;4a-g) einer Gebäudesteuerung und/oder die in einem Gebäude vorhandene Steuerungshard¬ ware (5;5λ) für die Elemente (4;4a-f) der Gebäudesteue¬ rung, wobei das Ablaufprogramm für die Elemente (4;4a-g) der Gebäudesteuerung derart ausgebildet ist, dass den einzelnen Elementen (4;4a-g) der Gebäudesteuerung für die Ausführung der Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucherfunktion kein weiteres Computerprogramm oder - modul mehr zugeordnet werden muss.
16. Planungshilfsmittel zum Parametrieren eines Systems (1) zur Gebäudesteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthaltend
i) Eingabemittel zum Definieren einer Gebäudetopolo- gie mit wenigstens einem Gebäudebereich;
ii) Eingabemittel, um der Gebäudetopologie wenigstens eine Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbrau¬ cherfunktion zuzuordnen, welche von der ihr zugeordneten Steuerungshardware (5;5λ) und den diese Steuerungs-, Regelungs-, Mess- oder Verbraucher¬ funktion ausführenden Elementen (4;4a-g) der Gebäudesteuerung unabhängig ist;
iii) Ausgabemittel zum Erzeugen einer Datei, welche von der Rechnereinheit (2;2a-b) eines Systems gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13 lesbar ist, insbesondere zum Erzeugen einer XML Datei.
17. Verfahren zum Integrieren wenigstens eines, vorzugsweise mehrerer insbesondere vorbestehender Gebäudeautomations¬ systeme in ein übergeordnetes System zur Steuerung eines Gebäudes, wobei das wenigstens eine, vorzugsweise die mehreren insbesondere vorbestehenden Gebäudeautomations¬ systeme über softwarebasierte Gateways in das übergeord¬ nete System zur Steuerung des Gebäudes eingebunden werden, wobei das Gateway die Systemsprache des übergeordne¬ ten System zur Steuerung des Gebäudes in die Systemspra¬ che (n) des/der insbesondere vorbestehenden Gebäudeautomationssysteme übersetzt.
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