Haus der Gegenwart: Bill Gates nimmt E-Home

PCcontrol_1-05_D_34_56_RZ
16.03.2005
18:33 Uhr
Seite 34
Haus der Gegenwart: Beckhoff Home Automation steuert das intelligente Haus
Das intelligente Haus birgt noch verborgene Potenziale für Architekten, Bauunternehmer, Wohnungsbaugesellschaften und letztlich natürlich auch für die Bewohner. Was bisher als interessante Zukunftsvision galt, ist im Haus der Gegenwart Wirklichkeit geworden. Dabei basiert das Steuerungskonzept im Haus der Gegenwart auf Standardautomatisierungskomponenten von Beckhoff, die alle IT-Standards, wie Microsoft-Betriebssysteme, Ethernet-Anschluss sowie E-Mail „on-Board“ mitbringen.
Bill Gates nimmt
E-Home-Technik in Betrieb
Am 31. Januar 2005 nahm Bill Gates, Chairman und Chief Software Architect der
Microsoft Corporation, die E-Home-Technik im Haus der Gegenwart in München
in Betrieb. Das Projekt, moderne Formen des Zusammenlebens zu entwerfen,
wurde von der „Süddeutschen Zeitung“, der „Bayerischen Hausbau“, der „Fördergesellschaft Landespflege Bayern“ und der „Bundesgartenschau München“
ins Leben gerufen. Als federführender Partner beteiligte sich Microsoft an der
E-Home-Installation und stellte für das Haus der Gegenwart seine Softwaretechnologie als Infrastruktur zur Verfügung.
Das Haus der Gegenwart ist das erste „vernetzte Heim“ in Europa, unter Beteiligung von Microsoft. Unterstützt wurde Microsoft dabei von Partnern, wie beispielsweise Beckhoff, für die intelligente Gebäudesteuerung. Die PC- und Ethernet-basierte Steuerungslösung von Beckhoff ist, aufgrund der offenen Schnitt-
stellen, die auf IT- und Windows-Standards basieren, von Haus aus bestens für die
Gebäudetechnik geeignet.
Ethernet-Netzwerk als
Kommunikationsbasis
Alle für die Hausautomatisierung benötigten Datenpunkte werden direkt an das
Beckhoff Busklemmensystem angeschlossen. Via Ethernet sind die dezentral
im Haus verteilten I/O-Stationen mit der zentralen PC-Steuerung vernetzt.
Die Steuerung übernimmt ein Beckhoff Embedded-PC CX1000 mit Windows CE.
Dabei wird das Standard-Ethernet-Netzwerk sowohl für PC, Telefon und Entertainment als auch als Bussystem für die Gebäudesteuerung genutzt. Ein zweites
Subsystem entfällt. Ein weiterer Beckhoff Industrie-PC, in Form eines 19-Zoll-
PCcontrol_1-05_D_34_56_RZ
16.03.2005
18:33 Uhr
Seite 35
Im Kurzinterview mit Ronald Heinze, Chefredakteur der building & automation, berichtet Geschäftsführer Hans Beckhoff
über die Beckhoff Home Automation.
Ihr Unternehmen hat großen Erfolg in der Maschinenautomation. Wie kamen Sie zur Gebäudeautomation?
Hans Beckhoff: Wir setzen schon immer auf offene Automatisierungssysteme auf Basis der PC-kompatiblen Steuerungstechnik. Darauf beruht der
Erfolg unseres Unternehmens. Im Bereich der Maschinenautomation haben wir damit Marktstrukturen aufgebrochen. Wir sind überzeugt, dass
dieser Paradigmenwechsel nun auch die Gebäudeautomation erreicht. Inzwischen konnten wir bereits viele Gebäudeprojekte mit unserer Technologie gewinnen und erfolgreich zum Abschluss bringen. Zudem haben wir
– aus unserer Gründungsphase – einen handwerklichen Hintergrund und
auch heute noch liegt hier ein Arbeitsgebiet von uns. Somit passt die Gebäudeautomation ideal zu uns. Und es ist kein Zufall, dass dieser Bereich
heute bereits einen hohen einstelligen Anteil unseres Gesamtumsatzes
ausmacht – mit wachsender Tendenz.
Bei der Besichtigung der intelligenten Haustechnik im Haus der
Gegenwart präsentierte Beckhoff-Geschäftsführer Hans Beckhoff
Bill Gates das Herzstück der E-Home-Technik, den Embedded-PC
CX1000 mit Windows CE Betriebssystem. Hans Beckhoff: „Unsere PCund Ethernet-Steuerungslösung ist eine ideale Plattform für die Gebäudeautomatisierung. Ein modernes Wohnhaus braucht integrierte
IT-, Medien- und Steuerungsfunktionen, die mit Hilfe unserer Windows-basierten PC-Control-Technologie, im Zusammenspiel mit dem
Wie kam die Zusammenarbeit mit Microsoft zustande?
Hans Beckhoff: Mit Microsoft pflegen wir bereits eine lang anhaltende
Zusammenarbeit auf verschiedenen Arbeitsgebieten. Dabei entstand ein
hohes Vertrauen auf beiden Seiten. Unser erstes Ethernet-basierendes
Projekt in der Gebäudeautomation war das Microsoft-Headquarters in
München, das vor fünf Jahren zum Abschluss kam. Heute bildet unsere
Windows-basierte PC-Control-Technologie, im Zusammenspiel mit dem
Microsoft-Media-Center-PC, ein leistungsfähiges Paket für das E-Home,
mit welchem sich viele Projekte realisieren lassen. Das Haus der Gegenwart wird zusätzlich eine Katalysator-Funktion für diese Technologie im
Bereich der Home Automation übernehmen.
Microsoft-Media-Center-PC, sehr benutzerfreundlich und auch preiswert bereitgestellt werden. Unsere Busklemmen bilden hierbei das
praxisgerechte Interface zur realen Welt der Hauselektrik.“
Einbau-PCs vom Typ C5102, ausgestattet mit Windows XP, fungiert als zentraler
Gebäudeserver, der alle weiteren Softwaremodule der Partner sowie alle für die
Gebäudesteuerung relevanten Daten koordiniert.
Vier im Haus verteilte Beckhoff Control Panel ermöglichen die Darstellung und Bedienung aller Gebäudefunktionen. Über die Touchscreen-Oberfläche können
Nachrichten per SMS, Video, Voice- oder E-Mail abgerufen werden. Die Control
Panel sind via Ethernet-Anschluss mit ins Netzwerk integriert.
Softwareseitig ist die Automatisierungssoftware TwinCAT die Schaltzentrale der
Hausautomation. Je nach Hardware und Anwendung kommen dabei die Betriebssysteme Windows XP, Windows CE oder die neue Windows XP Media Center Edition zum Einsatz. TwinCAT dient als Editor zum komfortablen Erstellen der
Anwendersoftware. Dem Anwender stehen Softwarebausteine für alle gebäudetechnischen Funktionen zur Verfügung. Mit den offenen Schnittstellen können alle weiteren Softwaremodule gekoppelt werden, um die Kommunikation zwischen
Gebäudeserver, Steuerungsrechnern und Sensorik/Aktorik über Ethernet zu ermöglichen. Die Steuerungsfunktionen erfolgen entweder im Hintergrund oder
nach persönlicher Konfiguration des Anwenders.
Meinen Sie wirklich, dass sich davon private Hausbauer
überzeugen lassen?
Hans Beckhoff: Ja natürlich, hier entsteht nun sehr rasch ein interessanter Markt. Wie überall wird es auch in der Home Automation so genannte „early adopters“ geben, die auf modernen Komfort nicht verzichten
wollen. Nicht zuletzt über die Preisentwicklung hält dann diese Technologie Einzug in den Breitenmarkt. Wir wollen in erster Linie Elektroplaner
und Architekten erreichen, aber auch die Bauherren. Der Konsument muss
den Nutzen erkennen können. Weitere Ansprechpartner sind Wohnungsgesellschaften, die einen Mehrwert für ihre Häuser und Wohnungen bieten wollen, zum Beispiel in Hinblick auf betreutes Wohnen.
Welche Rolle spielen die Elektrohandwerksbetriebe
in Ihren Planungen?
Hans Beckhoff: Eine wichtige, denn wir sind überzeugt, dass diese Technologie Elektrohandwerksbetrieben neue Marktchancen eröffnet. Sie
können sich damit neue Betätigungsfelder aufbauen. Deswegen werden
wir auch ein Starter-Kit vorbereiten, das einen leichten Zugang zu dieser
Technologie ermöglicht und ergänzend zum Windows Media Center zum
Einsatz kommen kann. Dazu gibt es Software-Optionen, zum Beispiel für
Beleuchtungs- oder Security-Anwendungen, in Zusammenarbeit mit den
Partnern des Projekts.
PCcontrol_1-05_D_34_56_RZ
16.03.2005
18:34 Uhr
Seite 36
TwinCAT, als zentrale Steuereinheit, realisiert die Kommunikation mit dem Messaging-System (Voice-Mail, E-Mail) von Tobit Software, der Front-End-Bedienung
von 3Soft sowie der Zutrittskontrolle von Scemtec Automation. Die Einbindung
des Lichtmanagementsystems von TridonicAtco erfolgt mit DALI-Technik über das
Busklemmensystem.
Alle Datenpunkte in einem System
Die im Haus verteilten Busklemmenstationen zur Aufnahme der Datenpunkte sind
entweder mit Ethernet-Buskoppler oder Embedded-PC ausgestattet. Die große
Anzahl verschiedenster Busklemmen ermöglicht die Anbindung der gesamten
Sensorik und Aktorik im Haus der Gegenwart; sensorseitig sind dies u. a.:
| Taster für die Lichtsteuerung
| Bewegungs- und Präsenzmelder
| Fenster- und Türkontakte
| Wetterstation zur Erfassung der Klimadaten
(Niederschlag, Wind, Helligkeit, Luftfeuchte, Außentemperatur)
| Raumtemperatur
| Energieverbrauchsmessung für Wasser und Strom
Auf der Aktorseite werden folgende Geräte angesteuert:
| Schalten und Dimmen von Beleuchtung und Steckdosen (auch im Garten)
| Steuern und Regeln der Beleuchtung über DALI-Bussystem
| Regelung der Heizung und Lüftung
|
|
|
|
Ansteuerung der Rollläden, Jalousien, Fenster- und Türantriebe
Steuerung der Gartenbewässerung, Teichpumpen
Zutrittsystem zur elektronischen Identifizierung der Bewohner
Stör- und Notrufmeldungen aller Art
Alle Informationen können auf beliebigen Medien-PCs und Bedienpaneln abgerufen werden bzw. Meldungen generieren via E-Mail oder SMS.
Da die PC-Steuerung beliebig programmierbar ist, sind die möglichen Funktionalitäten nahezu unerschöpflich. Das Haus der Gegenwart ermöglicht beispielsweise verschiedene Grundszenarien für Licht, Jalousie und Klima für Tag, Nacht,
Wochenende, Veranstaltungen etc. Beleuchtung, Raumtemperatur oder Hintergrundmusik werden – gemäß Voreinstellung – automatisch den persönlichen Vorlieben angepasst.
Die Gebäudesteuerung denkt mit
Das vernetzte Haus bietet aber keineswegs nur Komfort und bequeme Bedienung;
auch die Kostensenkungen durch Optimierung des Energieverbrauches sowie die
Sicherheit sind wichtige Argumente. Mittels der Beckhoff-Steuerung lassen sich
die elektrischen Energieverbraucher den äußeren Bedingungen anpassen.
Beispielsweise kann die Heizung nachts automatisch heruntergeregelt bzw. tagsüber, bei geöffnetem Fenster, ausgeschaltet werden. Dabei „denkt“ das Haus
auch daran, welcher Bewohner sich in ihm aufhält. In Verbindung mit Präsenz-
PCcontrol_1-05_D_34_56_RZ
16.03.2005
18:34 Uhr
Seite 37
Haus der Gegenwart
meldern kann die Beleuchtung automatisch abgeschaltet und die Heizung absenkt werden. Eine übliche Heizungs-Nachtabsenkung wird so automatisch der
jeweiligen Nutzung angepasst und nicht, wie bisher, zeitabhängig geschaltet. Je
nach Wetterlage lassen sich Licht und Temperatur automatisch nachregeln. Dabei
wird nicht nur, wie bisher üblich, die Helligkeit verändert sondern, je nach Tageszeit und persönlichem Empfinden, die Farbtemperatur angepasst und so für eine
besonders angenehme Wohnraumbeleuchtung gesorgt. Dies kann je Bewohner
spezifisch eingestellt werden. Im gleichen Zuge werden Energiekosten minimiert.
Der Energieverbrauch wird kontinuierlich gemessen und über die Control Panel
im Haus angezeigt. Das gesamte Haus kann somit auch energiegeführt gesteuert
werden.
Über entsprechende Sensoren lässt sich auch die Luftqualität im Raum erfassen
und das Klima anpassen. Auch das sonnenstandsabhängige Nachführen der Jalousien ist möglich. Dabei werden die Jalousien im Verbund mit Temperatur, Tageslicht und Beleuchtung exakt gesteuert, sprich nicht nur hoch und herunter gefahren, sondern exakt im Winkel positioniert.
Auch im Bereich Sicherheit bietet Home Automation eine Fülle von Vorteilen, wie
z. B. die automatisierte Zutrittskontrolle oder die Anwesenheitssimulation. Kontakte an Türen und Fenstern melden im Haus der Gegenwart bei unerlaubtem Zutritt standardmäßig „Einbruch“ via SMS oder auf der persönlichen, geschützten
Webseite. Beim Verlassen des Gebäudes werden automatisch alle dafür vorgesehenen Verbraucher, wie Herd oder Bügeleisen, zentral abgeschaltet. Zeitabhängig
können nachts die Türen verriegelt werden.
Kann man das Haus der Gegenwart bauen? Man kann! Im Jahr 2001
lud das SZ-Magazin renommierte Architekten aus dem In- und Ausland
zu einem Architekturwettbewerb ein: Gesucht wurde das Haus der
Gegenwart. Ein Wohnhaus am Stadtrand einer mitteleuropäischen
Großstadt für vier Personen, mit einer Nutzfläche von etwa zweihundert
Quadratmetern, auf einem Grundstück von fünfhundert Quadratmetern,
zu einem Preis von zirka 250.000 Euro für die reinen Baukosten.
Realisiert wurde der Entwurf von Allmann Sattler Wappner – Architekten aus München – auf dem Gelände der Bundesgartenschau 2005 in
München. Wirtschaftliche und rechtliche Trägerin ist die gemeinnützige
Haus der Gegenwart gGmbH. Gesellschafter sind die Magazin Verlagsgesellschaft Süddeutsche Zeitung GmbH, die Bayerische Hausbau GmbH
und die Fördergesellschaft Landespflege Bayern e.V.
Das Haus der Gegenwart wird auf einem von der Landeshauptstadt
München überlassenen Grundstück bis Frühjahr 2005 fertig gestellt und
anschließend für Forschungs-, Bildungs- und Kulturveranstaltungen genutzt. Zweck und Unternehmensgegenstand des Hauses der Gegenwart
und der Haus der Gegenwart GmbH ist u. a. die Förderung der Forschung über zeitgerechtes Wohnen.
www.haus-der-gegenwart.de
PCcontrol_1-05_D_34_56_RZ
16.03.2005
18:34 Uhr
Seite 38
Internet /Standleitung
Netzwerk-Router
Ethernet TCP/IP
E-Home-Controller CX1000,
Windows CE
WLAN
PDA,
Windows CE
ISDN
Telefon/Fax
DALI
Voice-over-IP
Mobile Kamera
Ethernet-Kamera
Beckhoff Ethernet-Panel,
Windows XP Embedded
HF-Punkt
NF-Punkt
TV-Gerät,
Beamer
Windows XP
Media Center Edition
Zutritts-Key
I/O-Stationen
DVI /USB
Internet
TV-Karte
Radio (USB)
E-Home-Server
– Windows Server 2003
– Audio-, Video- und Messaging-Server
– Bedienoberfläche HTML
GPRS
Auto-Fernbedienung
Web-Portal
Im Bereich Building Automation wird die universelle Beckhoff-Steuerungstechnik, sowohl in industriellen Büro- und Produktionsgebäuden,
als auch zur Automatisierung von Wohnhäusern, verwendet.
Die Partner der Haus-derGegenwart-Automatisierung
Vernetztes Haus schon „Stand der Technik“
Das Haus der Gegenwart verbindet moderne Architektur und Lifestyle der Zukunft
mit heute erhältlicher, intelligenter Technik. Und genau darin – in der Verwendung
schon am Markt eingeführter Standardprodukte – unterscheidet sich das Haus
der Gegenwart von ähnlichen Projekten, die neueste Prototypen aus den Entwicklungsabteilungen nutzen.
Georg Schemmann, bei Beckhoff Leiter des Bereiches Building Automation: „Mit
der Home Automation im Haus der Gegenwart wollen wir in erster Linie zeigen,
was heute schon mit Standardkomponenten möglich ist. Die Zielgruppen, die wir
mit diesem Projekt ansprechen möchten, sind Wohnungsbaugesellschaften, die
mit der genannten Technik einen Mehrwert für ihre Häuser und Wohnungen bieten können sowie Privatleute, die die Technik durch den Fachhandel installieren
lassen wollen.“
Haus-der-Gegenwart-Automatisierung:
www.beckhoff.de/hdg
Für den Bereich der intelligenten Haustechnik sind, neben Microsoft
und Beckhoff, weitere Technologiepartner an der Umsetzung beteiligt:
Die Firma Tobit Software integriert als universeller Messaging-Spezialist
nicht nur das elektronische Nachrichtenwesen, sondern sorgt auch für
gute Unterhaltung durch die Bereitstellung multimedialer Inhalte. 3Soft
gestaltet die ergonomische Bedienoberfläche, welche die Steuerung des
Hauses auch mittels der TV-Fernbedienung ermöglicht. Den letzten
Schliff in Bezug auf Grafik und Ergonomie erhält die Bedienoberfläche
vom Design-Spezialisten A3plus. Mit Hilfe der Funktechnik von Scemtec
Automation öffnen sich Türen berührungslos und Nachrichten erreichen
Personen dort, wo sie sich gerade aufhalten. Nicht zuletzt sorgt
TridonicAtco dafür, dass via DALI-Technik alles ins rechte, digital gesteuerte Licht gesetzt wird.