Die Ferienlandschaft zeigt exemplarisch, wie moderne Digitalisierung in der Gebäudeautomation umgesetzt werden kann. Ziel ist eine energieoptimierte, komfortorientierte und betriebssichere Steuerung der gesamten Ferienlandschaft mit klarer Priorität auf Eigenverbrauchsoptimierung, Nutzertransparenz und einfacher Betreibersteuerung.
Systemarchitektur
Eine zentrale speicherprogrammierbare Steuerung steuert beide Häuser und die Peripherie (Parkplätze, Ladepunkte, Außenbeleuchtung, Technikräume).
zentrale Übersicht, einfache Wartung, konsistente Logik über das gesamte Gelände.
Es ist eine zweite, redundante Steuerung (Hot‑Standby) implementiert, die beim Ausfall der Hauptsteuerung automatisch übernimmt. Automatisches Failover und kontinuierliches Monitoring sorgen für hohe Verfügbarkeit.
Das Gelände ist in logische Zonen unterteilt (Haus A, Haus B, Außengelände, Parkplätze, Technikräume), die von der zentralen SPS individuell angesprochen werden können.
Automatisierte Gebäudefunktionen
Beleuchtungssteuerung
Standardmäßige Beleuchtung mit Ein/Aus‑Schaltung und Dimmfunktionen. Schaltung und Dimmung können manuell erfolgen; optional sind Zeitprofile, Szenen und Präsenzsteuerung konfigurierbar.
tageslicht‑ und zeitabhängig gesteuert. Bereiche, die nicht dauerhaft nachts eingeschaltet sind, werden über Bewegungsmelder (BWM) angesteuert, sodass Licht nur bei Bedarf aktiviert wird.
Heizung- / Kühlungsteuerung
Der Betreiber legt eine Standard‑Temperatur pro Wohnung/Zone fest. Nutzer können diese Vorgabe lokal innerhalb eines erlaubten Bereichs um ±2 °C anpassen (z. B. über Thermostat oder lokale Taster). Im Sommer arbeitet das System nach demselben Prinzip zur aktiven Kühlung oder kühlen Vorlauftemperatur.
Energiemanagement berücksichtigt solche temporären Anpassungen und optimiert Betriebszustand und Prioritäten entsprechend (z. B. reduzierte Kühlleistung bei Netzengpässen).
Energie‑ und Lademanagement
Dieses erfasst alle relevanten Energiegrößen am Netzanschluss des Komplexes
Alle relevanten Energiegrößen der Anlagen der Dächer werden aus den Wechslerichtern ausgelesen.
Diese werden individuell gesteuert, um maximalen Eigenverbrauch zu realisieren. Die Priorisierung der Energieflüsse ist durch den Betreiber anpassbar (z. B. Eigenverbrauch → Batterie → EV‑Laden → Einspeisung oder alternativ Eigenverbrauch → EV‑Laden → Batterie → Einspeisung).
Die Automtisierung berücksichtigt Zonenprioritäten (z. B. Versorgung der Hausgrundfunktionen vor E‑Ladung) bei Netzengpässen so das keine Überlastung des Netzanschlusses stattfindet.
Kommunikationsarchitektur
Die SPS verfügt über die nötigen Treiber/Gateways für die eingesetzten Protokolle und verbindet so Feld‑ und Energiesysteme mit Visualisierung und Cloud‑Services.
Über das Gateway werden alle Daten des Komplex zur zentralen Controlpilot-Cloud weitergeleitet.
Protokollintegration
Verschiedene Protokolle werden gezielt dort eingesetzt, wo sie am besten passen. Gateways und Mapping‑Logiken sorgen für konsistente Daten in der zentralen Steuerung.
KNX ist die Feldebene für Aktoren und Sensoren (Schalter, Dimmaktoren, Präsenz‑/Lichtsensoren, Thermostate). KNX steuert direkte Wohnungsfunktionen und liefert Messwerte aus der Feldebene an die SPS.
Für präzise Messungen von Strom, Spannung das Modbus-Protokoll zum Einsatz. Es ist speziell für industrielle Messgeräte entwickelt und liefert hochgenaue Daten in Echtzeit.
Abfrage und Steuerung der Ladestationen. APIs werden über die SPS angebunden.
Gateways sorgen für Übersetzung und Datenmapping zwischen KNX, Modbus und API‑Diensten sowie für die Übertragung an Visualisierung/Cloud.
Sensorik und Aktorik
Die eingesetzten Sensoren und Aktoren bilden die „Sinnesorgane“ und „Muskeln“ der Anlage. Redundanzen und sinnvolle Platzierung erhöhen Ausfallsicherheit und Reaktionsgeschwindigkeit.
Das Modbus‑Messgerät erfasst Spannung, Strom, Leistung und Energiefluss mit hoher Abtastrate. Die Daten bilden die Grundlage für Lastmanagement, Einspeiseüberwachung.
Wechselrichter melden per Modbus Ertrag, Wirkleistung und Status pro Dach/Array. So lassen sich Leistungseinbrüche schnell erkennen und gezielte Wartungsmaßnahmen einleiten.
Die Batterie liefert SOC, Lade‑/Entladeleistung, Temperaturen und Fehlerzustände zur Steuerung und Sicherheitsabschaltungen.
Taster & Raumthermostate in den Räumen, sowie die Bewegungsmelder im Außenbereich, geben ihren Status an die SPS weiter.
Robuste KNX‑Aktoren steuern Höhe und Lamellenwinkel der Jalousien millimetergenau. Lokale Befehle und zentrale Logik erlauben sowohl Komfort‑ als auch Energiesparprofile.
Lokale Wetterdaten (Wind, Frost, Helligkeit) liefern blitzschnelle Eingriffe für Schutzfunktionen. Die Messwerte fließen direkt in Jalousie‑ und Frostschutz‑Logiken sowie in das Energiemanagement ein.
Datenflüsse
Informationen fließen strukturiert und effizient durch das System – von den kleinsten Sensoren bis zur zentralen Überwachung. Klare Datenstrukturen sorgen für Übersichtlichkeit und schnelle Reaktionszeiten.
Die SPS ist wie ein lokaler Datensammler, der alle Informationen zusammenträgt – von Temperaturen über Lichtschalter bis hin zu Jalousiestellungen. So entsteht ein vollständiges Bild der Anlage.
Lokale Logik (SPS) / Energiemanagement‑Algorithmen.
Alle Daten werden über standardisiertes Protokoll zur zentralen Controlpilot-Cloud übertragen.
In der Controlpilot-Cloud laufen alle Informationen zusammen und werden übersichtlich dargestellt. Der Betreiber sieht auf einen Blick den Zustand des gesamten Komplex und kann bei Bedarf sofort eingreifen.
Unplausible Werte, Grenzwertüberschreitungen und Kommunikationsausfälle führen zu definierten Alarmen und Logging.
Zentrale Visualisierung
- Online-Dashboard: Web-basierte Benutzeroberfläche
- Echtzeit-Überwachung: Alle Gebäudezustände live
- Alarmmanagement: Zentrale Meldung von Störungen
- Benutzer‑ und Rollenmanagement: differenzierte Zugriffsrechte
Energiemanagement
- Verbrauchserfassung: Spannung, Strom, Leistung am Netzanschluss
- Betriebsprioritäten: Betreiber kann die Priorisierung der Energieflüsse konfigurieren
- Potenzial für Historisierung: Trendanalyse technisch möglich
Wetterintegration
- KNX-Wetterstation: Schnelle Wind-/Frostschutz-Reaktion
- Integration in Steuerlogik: Wetterdaten fließen in Energiemanagement und Jalousiesteuerung ein
- Adaptive Jalousienprofile: Angepasste Voreinstellungen für Komfort und Energieeinsparung
Benutzerinteraktion
- Manuelle Übersteuerung: Nutzer können Automatik lokal anpassen
- Zeitverzögerte Rückschaltung: Automatik aktiviert sich wieder
- Sperr‑ und Freigaberegeln: Betreiber kann Anpassungsrechte und maximale Abweichung pro Zone festlegen
- Kosten-effiziente Bedienung: Günstige Taster für Grundfunktionen
Alarmmanagement
- Echtzeit‑Benachrichtigung: vordefinierte Empfänger per E‑Mail, SMS oder Push‑Notification
- Priorisierung: Alarme werden nach Dringlichkeit klassifiziert
- Eskalation: Bei ausbleibender Bestätigung oder Nichtbehebung eskaliert das System automatisiert
- Protokollierung: Alle Alarmereignisse, Bestätigungen & Maßnahmen werden lückenlos protokolliert
Digitalisierungsgrad
- Hoch: Vollständig vernetzte, intelligente Systeme
- Skalierbar: Aufbau ermöglicht Erweiterungen
- Zukunftssicher: Standardprotokolle und offene Schnittstellen
Innovationsaspekte
- Redundante Sicherheit: zweite, redundante Steuerung (Hot‑Standby) implementiert
- Intelligente Energieoptimierung: Selbstlernende Anpassung
- Nahtlose Integration: Verschiedene Gewerke in einem System
Herausforderungen
- Komplexität: Hoher Planungs- und Konfigurationsaufwand
- Abhängigkeiten: Vernetzung erhöht potenzielle Fehlerquellen
- Wartung: Spezialisierte Fachkräfte erforderlich
- Datenschutz: Umfassende Überwachung erfordert klare Regelungen
