Bussysteme in der Gebäudeautomation: welche sind aktuell und für welchen Zweck werden sie eingesetzt?

28.05.2020

BACnet ist nicht gleich BACnet – außerdem gibt es noch zig andere Bussysteme – wir geben einen groben Überblick!

BACnet ist eine wirklich tolle Idee. Im Grunde geht es darum, dass alle Hersteller der Gebäudeautomation eine einheitliche „Sprache“ sprechen. Nun ist es aber leider in der Praxis so, dass die meisten Hersteller ihr eigenes „Süppchen kochen“ und dann zwischen Hersteller A und B nur wieder mit besonderem Aufwand kommuniziert werden kann. Wer schon mal miterlebt hat, dass jede BACnet-Property einzeln definiert und besprochen werden muss, der weiß, welcher Aufwand sich dahinter verbirgt. Und das ist noch lange nicht alles.

Neben dem BACnet-Protokoll gibt es noch viele andere Protokolle, auch in verschiedenen Ausprägungen – im Folgenden geben wir einen Überblick zur groben Orientierung.

Übersicht der Bussysteme in der Gebäudeautomation

BACnet/IP
BACnet bedeutet „Building Automation and Control Networks“ und ist das mittlerweile am weit verbreiteste Protokoll. Es kann von der Automationsstation, zum Raumcontroller bis hin zum Feldgerät durchgängig kommunizieren. Wer will, dass wirklich alle Hersteller miteinander „reden“ können, sollte unbedingt darauf achten, dass er entweder NATIVE BACnet fordert und/oder in einem Lastenheft entsprechende zusätzliche Funktionen definiert. Wer das Thema kennt, der weiß auch, dass hier schnell mehrere hundert Seiten als Lastenheft zusammenkommen können, um die ganzen Festlegungen für Alarm-/Ereignisverarbeitung, Verarbeitung von Wertänderungen, Geräte- und Netzwerkmanagement sowie alle Objekttypen ausführlich zu beschreiben. Das Ganze wird dann per TCP/IP als Standard-Netzwerkprotokoll übertragen. BACnet/IP wird klassischerweise für Automationsstationen z. B. für die Automatisierung von RLT-, Wärme- oder Kälteanlagen eingesetzt – als klassische Automationsstation in einem ISP (Informationsschwerpunkt, neu: ASP Automationsschwerpunkt), in einer Technikzentrale oder einem Raumcontroller in der Raumautomation. Was viele nicht wissen: Native BACnet war ursprünglich im amerikanischen gar nicht vorgesehen – da gab es entweder BACnet oder auch KEIN BACnet. Nur die Europäer haben dann Eigeninterpretationen daraus gemacht und „Native BACnet“ erfunden.

BACnet/MSTP
MSTP bedeutet Master-Slave/Token-Passing. Das oben beschriebene Protokoll wird über eine RS-485 Schnittstelle auf Twisted-Pair-Kabeln mit einer Geschwindigkeit zwischen 9,6 kbit/s bis 115,2 kbit/s eingesetzt. BACnet/MSTP wird klassisch entweder in der Vernetzung von Raumcontrollern in der Raumautomation eingesetzt oder auch z. B. bei der Anbindung von Ventilen in der Heiz/Kühldecke, Sensoren/Aktoren (Feldgeräte) oder auch beim Raumbediengerät.

OPC/UA
OPC/UA also Unified Architecture ist ein neuartiger, plattformunabhängiger Standard mit serviceorientierter Architektur. Es ist der Nachfolger von OPC (1. Version), auch OPC/DA benannt. OPC/UA hat nicht mehr die Nachteile von OPC/DA wie z. B. die Bindung an das Betriebssystem Windows oder durch DCOM/COM Kommunikation keine Kontrolle über das was passiert und ist somit der direkte Konkurrent von BACnet. Bei OPC/UA kann man Maschinendaten wie Regelgrößen, Messwerte etc. nicht nur transportieren, sondern auch semantisch maschinenlesbar beschreiben. OPC/UA ist herstellerunabhängig und kann von vielen Automationsstationen v. a. aus dem SPS/Maschinenhersteller-Umfeld und deren GLTs/MBEs eingesetzt werden.

ModBus/RTU und ModBus/IP
ModBus überträgt die Daten in binärer Form und basiert auf einer Client-Server-Architektur. ModBus wird meist bei der Anbindung von autarken Anlagen wie z. B. Kältemaschinen, Rückkühlwerken usw. oder auch für Ventile, Sensoren/Aktoren etc. eingesetzt. Als erstes kam der ModBus/RTU auf den Markt und wurde später dann in ein TCP/IP Protokoll verpackt, um via Netzwerk übertragen werden zu können. ModBus/RTU zum Datenaustausch ist momentan der klassische Konkurrent zu BACnet/MSTP. ModBus/IP bedeutet, dass das Protokoll nicht auf Busebene übermittelt wird, sondern über Netzwerk, also via TCP/IP.

DALI/DALI-2
DALI bzw. DALI-2, also „Digital Addressable Lightning Interface“, ist die Standard-Schnittstelle für lichttechnische Geräte wie Leuchten, Netzteile, Leistungsdimmer oder auch EVGs (elektronische Vorschaltgeräte). Es wird ausschließlich für die Beleuchtung eingesetzt und ist dort der als Standard eingesetzte Bus.

SMI (Standard Motor Interface)
Der SMI Bus ist die Standard-Schnittstelle für Jalousien und Rollläden mit Bus-Technologie.

EnOcean
EnOcean ist der Standard für einen herstellerunabhängigen Funk-Standard mit meist batterielosen Funksystemen. Eingesetzt wird der Übertragungsstandard für Raumbediengeräte, Fühler etc. Vor allem an den Stellen, welche man schlecht mit einem Kabel erreicht oder bei denen man eine gewisse Flexibilität benötigt und das Feldgerät beliebig montieren kann, z. B. ein Raumbediengerät bei einer achsflexiblen Büroaufteilung. Mittlerweile haben sich diesem Standard über 400 Mitglieder von Herstellern angeschlossen – somit gibt es eine breite Angebotspalette und allerlei Hardware.

M-Bus
Der M-Bus (Meter-Bus) ist eine technische Norm und ein Bus-Protokoll, das als klassischer „Zähler-Bus“ eingesetzt wird. Es überträgt Daten wie z. B. Stromdaten, Wärme-, Kälte- und Sanitärverbrauch.

KNX
Der KNX ist eine Weiterentwicklung des EIB (Europäischer Installationsbus). Beide Technologien sind miteinander kompatibel. Der KNX-Bus hat sich aufgrund seiner einfachen Struktur z. B. für die Raumautomation (wenn sie vom Planer für Elektrotechnik geplant wird) durchgesetzt. Bei den Planern für Gebäudeautomation ist dieser eher unbeliebt, da es mittlerweile bessere Lösungen gibt. Im Gegensatz zu anderen Systemen hat der KNX aufgrund seines größeren Verkabelungsbedarfs höhere Anschaffungskosten.

LON
Der LON-Bus (Local Operating Network) wurde im Jahr 1990 von der Firma Echelon entwickelt und in einigen großen Gebäuden eingesetzt. Ein Merkmal des LON-Feldbussystems ist die dezentrale Automatisierung in flachen und vertikalen Systemen. Es wird in sogenannten Knoten (Nodes) kommuniziert. Der LON-Bus wird oder wurde häufig in der Raumautomation bzw. Einzelraumregelung eingesetzt und war für damalige Verhältnisse vor ca. 30 Jahren ein „toller“ Bus – heute wird er jedoch von aktuellen Bussystemen abgelöst.

DMX
Das DMX (Digital Multiplex) Protokoll dient der Steuerung von Lichttechnik und kommt ursprünglich aus der Bühnen- und Veranstaltungstechnik. Der DMX basiert auf RS-485 und wird heutzutage für Medientechnik oder andere Licht-Szenen in der Gebäudetechnik eingesetzt.

MP-Bus
Der MP-Bus (Multi-Point) ist ein Master-Slave-Bus der Firma Belimo. Er kann an jeden Master bis zu 8 Slaves anschließen. Es gibt verschiedenste Anwendungsfälle und er wurde immer wieder gerne verwendet. Auf Basis von ModBus/RTU oder BACnet/MSTP findet er heutzutage jedoch immer weniger Anwendung.

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