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Flexible und persistente Steuerungslösung mit Embedded-PC

Embedded-pc[1].jpg

Embedded PC

Kompakte Bauweise bei gleichzeitig hoher Rechenleistung und einer robusten Konstruktion sind die Kennzeichen von Embedded PC. Sie werden in der Regel für spezielle Zwecke programmiert und verwenden Flash-Speicher, Speicherkarten oder bei einer größeren Anforderung an den Speicher SSD-Laufwerke, die für eine Installation in harschen Umgebungen und für ein breites Anwendungsspektrum geeignet sind. Embedded PC lassen sich bedarfsgerecht konfigurieren und die daraus entstehenden Anforderungen hinsichtlich Flexibilität, Offenheit, Robustheit sowie einfache Bedienbarkeit und Installation gelten auch für eine integrierte MSR-Lösungen.

Die IPC2U GmbH bietet Embedded Lösungen mit deren Hilfe Komponenten, Geräte und Systeme rund um die Klimatisierung von Räumen sowie für den Brand- und Rauchschutz gesteuert werden können. Das breite anwendungsspezifische Know-how der IPC2U Ingenieure zeigt sich beispielsweise in den Bereichen Flughäfen, Hotels und Krankenhäusern, sowie in Einkaufszentren, Bürogebäuden und Sportstadien. Zentrale Embedded PC zur Steuerung des Gebäudeklimas sind frei konfigurierbar und optional mit einer integrierten MSR-Lösung ausgestattet. Die passgenaue Modulbauweise sowie der durch den konsequenten Feldbuseinsatz minimierte Verdrahtungsaufwand sorgen für geringe Montage- und Wartungskosten.

Offene Steuerungstechnik

Der hohe Funktionsumfang der MSR-Lösung stellt hohe Anforderungen einerseits an die Rechenleistung der zugrunde liegenden Steuerungstechnik und andererseits an die Anpassungsfähigkeit hinsichtlich der jeweiligen Einsatzbedingungen. Mit einer PC-basierten Steuerungstechnik kannman dies sehr gut realisieren. Bereits in der frühen Konzeptphase wird das Thema Flexibilität als eine der wichtigsten Haupteigenschaften definiert. Denn jedes Gerät mit optionaler integrierter MSR-Lösung wird sowohl konstruktiv als auch MSR-seitig exakt auf den jeweiligen Einsatzzweck angepasst. Die jeweiligen Anforderungen sind sehr unterschiedlich, also muss die Steuerungstechnik eine hohe Flexibilität hinsichtlich der I/O bzw. Ein- und Ausgänge bieten und zudem softwareseitig äußerst anpassungsfähig sein. Dies ist mit einem frei konfigurier- und programmierbaren Steuerungssystem einfach möglich. Hinzu kommt der Vorteil der Offenheit, durch die sich das MSR-System über verschiedene Bussysteme in nahezu alle Gebäudeleitsysteme integrieren lässt. Neben dem modernen Steuerungs- und Bedienkonzept ist ein fortschrittliches Kommunikations- und Verkabelungskonzept wichtig. Ein wesentlicher Punkt ist hierbei der Einsatz einer busbasierten Anbindung der Geräteaktoren und -sensoren gewesen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen können auf diese Weise deutlich mehr Informationen ausgetauscht werden, und das bei einem erheblich reduzierten Verkabelungsaufwand.

NET Series Application

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Embedded-PC als zentrales Nervensystem einer persistenten Steuerungslösung

Das breite Anwendungsspektrum reicht von der Steuerung von einfachen Zu- oder Abluftgeräten bis hin bis zu komplexen Anlagen, bei denen neben dem RLT-Gerät auch Brandschutzklappen, Volumenstromregler oder weitere Embedded Systeme zum Einsatz kommen. Den Kern bildet ein Embedded-PC der NISE-Reihe, und zwar in der Regel ein NISE-104 mit einem oder zwei geswitchten Ethernet-Ports. Ist ein zertifizierter Bacnet Building Controller gewünscht oder eine höhere Rechenleistung erforderlich, kommt ein  NISE-105 oder NISE-106 mit Quadcore zum Einsatz.

Die erforderliche Software-Funktionalität bieten Bibliotheken wie XML Data Server, Bacnet/IP, Modbus TCP Server, PLC Modbus RTU sowie SMS/SMTP Server. Jedoch werden selbst bei komplexen Anlagen selten mehr als 20 physikalische I/Os benötigt. Aufgrund des Mess-, Steuerungs- und Regelungs-Systems auf Feldbusbasis kann jedoch eine hohe Anzahl von Datenpunkten - zum Beispiel bei größeren Anlagen mit Brandschutzklappen, Volumenstromreglern und RLT-Gerät über 1.000 - realisiert werden.

Buskommunikation

Das kompakte, modulare Steuerungssystem übernimmt zunächst alle grundsätzlichen Funktionen, wie die Buskommunikation mit den Aktoren und Sensoren oder die Regelung verschiedener Baugruppen (z.B. Befeuchter). Darauf aufbauend werden verschiedene Diagnosefunktionen bereitgestellt, die permanent das Verhalten der Komponenten tracken und im Falle einer Störung entsprechend reagieren.

Webbasierte Bedienoberfläche

Neben diesen anlageninternen Aufgaben stellt der Embedded-PC auch die webbasierte Bedienoberfläche bereit, über die via Browser auf Geräteeinstellungen und Statusinformationen zugegriffen werden kann.

Kommunikation mit Gebäudeleittechnik

Als dritte Hauptaufgabe übernimmt der Controller bei Bedarf die Kommunikation mit der Gebäudeleittechnik. Die wichtigste Anforderung an die Steuerungslösung besteht darin, dass sich die IPC-Rechenleistung und I/O-Anzahl einfach an die Kundenwünsche anpassen und flexibel erweitern und reduzieren lassen. Bei anspruchsvolleren Anwendungen, kann problemlos auf einen leistungsfähigeren Controller ausgewichen werden, ohne dass hierfür die Standard-Software der Geräte zu verändern ist. Ein in der Praxis wichtiges Merkmal der Embedded-PCs ist die Speicherung der Einstellungen und Software auf einer SD-Karte. Dies reduziert den Aufwand im Falle eines Controller-Austauschs und macht eine einfach zu handhabende Sicherung der Einstellungen und Diagnoseinformationen des Geräts möglich.

PAC Series Application

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Die Vorteile von embedded Systemen in der Gebäudeautomation liegen auf der Hand:

Gebäudeverwaltung

  • zentrale Datenhaltung
  • Gewährleistung eines gleich-bleibend hohen Anlagenfunktionsumfangs
  • durchgängige Lösung auf Basis eines transparenten Automatisierungssystems
  • Wertschöpfung durch Integration aller Gewerke in einem System und Nutzung von Synergie-effekten zur Energieeinsparung
  • Amortisation der Kosten einer integrierten Automation nach ungefähr fünf Jahren
  • einfache Erweiter- und Veränderbarkeit des Systems, entsprechend den technischen Ansprüchen im Laufe des Lebenszyklus

Architekten und Planer

  • freie Topologiewahl, in Abhängigkeit von den Objekt-ansprüchen
  • IP-basierter Netzaufbau erlaubt die einfache Integration des Automatisierungssystems in die Gebäude Infrastruktur schon während der Planungsphase.
  • Vereinfachung der integralen Planung durch den flexiblen Einsatz von Ein-/Ausgabe-baugruppen, unabhängig von der Steuerung und vom Gewerk

Systemintegratoren

  • nahtlose Integration der Raumautomation an die Primäranlagen
  • Reduktion der Anzahl der tatsächlichen physikalischen Datenpunkte verringert das Fehlerpotenzial bei der Montage und Inbetriebnahme.
  • übersichtlicher Zugriff auf die Gesamtanlage zur Anzeige/Bearbeitung von Parametern
  • erleichterte Wartung und Optimierung der Anlage

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