Orientierung in der Automationswelt: Ein dynamisches Chaos ordnen

In der Automationswelt treffen etliche Standards, Systeme und Komponenten diverser Hersteller aufeinander. Durch diese Vielfalt verliert der Anwender häufig den Überblick. Aufgrund der Entwicklung des Internet of Things und des damit verbundenen Plans der allumfassenden Vernetzung unterliegt der Markt einer stark dynamischen Veränderung. Das »richtige System« für die Bedürfnisse auszuwählen, ist keine leichte Aufgabe.

Viele Endanwender und Integratoren bevorzugen meist ein System oder einen »Lieblingshersteller«, welchen sie fast ausschließlich einsetzen. Das muss nicht immer die beste Wahl sein. Qualitative Kriterien können die Auswahl deutlich optimieren und vereinfachen.

Offene vs. proprietäre Systeme

Der Anwender sollte sich darüber im Klaren sein, ob er ein offenes oder proprietäres System einsetzen möchte und welche Vor- und Nachteile die Entscheidung mit sich bringt.

Bei einem offenen System können Hersteller, Entwickler und Interessierte den Standard einsehen und aktiv an der Weiterentwicklung mitarbeiten. Zusätzlich sind in offenen Systemen meist viele Geräte verschiedener Hersteller vorhanden, die interoperabel miteinander eingesetzt werden können und im Idealfall perfekt zusammenarbeiten. Durch die Offenlegung des Standards ist eine kritische Prüfung von außen möglich. Dies ist nur negativ behaftet, wenn sicherheitsrelevante Bereiche, wie Verschlüsselungen, offen zugänglich sind.

Ein proprietäres System ist ein herstellerspezifisches System, bei dem nur der Hersteller oder eine ausgesuchte Anzahl von Mitgliedern Zugang zu der Systemspezifikation und Entwicklung haben. In den Systemen ist meist nur eine bestimmte Anzahl von Herstellergeräten zu finden. Sind eingesetzte Produkte nicht mehr verfügbar oder Geräte mit bestimmten Funktionen nicht vorhanden, gibt es keine Alternative, wie bei einem offenen System.

Das zweite wichtige Kriterium in diesem Zusammenhang ist die Vielfalt an Herstellern und Geräten im Markt. Hier ist die Faustregel relativ einfach: Je mehr Hersteller sich an einem Standard beteiligen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, eine breite Auswahl an Geräten im Markt zu finden. Damit ist auch eine lange Verfügbarkeit an Geräten im Markt eher garantiert als in kleinen oder geschlossenen Systemen.

Übertragungsmedium

Eine wichtige Rolle für die Kommunikation der Komponenten spielt das Übertragungsmedium. Twisted Pair (Zweidrahtleitung), vorhandene Stromleitungen oder Funk sind die Gängigsten. Die etablierten Standards decken eine Vielzahl dieser Medien zur Kommunikation ab. Andere beschränken sich auf Eines oder Wenige. Dabei sind nicht alle Medien von gleich guter Qualität. Je mehr Medien verfügbar sind, desto flexibler ist ein Standard einsetzbar. Drahtgebundene Übertragung bietet bei fachgerechter Verkabelung die beste Übertragungsqualität. In Neubauten wird deshalb meist darauf zurückgegriffen. Die Nachrüstung von Leitungen kann sehr aufwendig und kostspielig sein, weshalb in Bestandsbauten oft das Medium Funk verwendet wird. Hier können die Automationskomponenten frei im Gebäude oder Projekt verteilt werden. Dieses Medium enthält jedoch einige Risiken. Einerseits ist es »offen« und Fremde können unverschlüsselten Datenverkehr mithören oder beeinflussen. Andererseits können andere funkende Systeme oder Komponenten das Medium so stark belasten oder stören, dass ein ganzes System zeitweise zum Erliegen kommen kann. Viele Systeme wie ZigBee oder Enocean, die typischerweise Funk zur Übertragung verwenden, bieten Verschlüsselungs- und Kollisionsmechanismen, um diesen Problemen vorzubeugen.

Installation, Inbetriebnahme und Wartung

Automationssysteme lassen sich in zwei Installationsarten einteilen. Neben den typisch dezentralen Systemen, bei denen die Komponenten verteilt in einzelnen Räumen eines Gebäudes installiert sind, gibt es zentrale Systeme, bei denen alle Komponenten an einem Ort (z.B. Schaltschrank) untergebracht sind. Die Verkabelung wird von dort aus in die einzelnen Bereiche, Räume und zu den Verbrauchern vorgenommen. Dies führt zum einen zu unterschiedlichen Installationskosten, da bei dezentralen Systemen der Verkabelungsaufwand deutlich geringer ausfallen kann. Zum anderen bestimmt die zentrale oder dezentrale Lage der Komponenten die Wartungsfreundlichkeit und den Gerätepreis. Wartungen oder ein Austausch von einzelnen Komponenten lassen sich bei zentral installierten Systemen recht einfach vornehmen, üblicherweise gibt es hierfür eine angelegte Infrastruktur. Bei dezentralen Systemen hingegen »verstecken« sich einzelne Komponenten in Zwischenböden, abgehängten Decken oder Einbaudosen hinter einer Abdeckung. Dies beeinträchtigt das Lokalisieren und den Zugang der Komponenten. Viele gängige Standards und Systeme lassen beide Formen der Installation zu, wodurch eine Mischform aus zentralem und dezentralem Aufbau möglich ist.

Bei der Inbetriebnahme unterscheiden sich die verschiedenen Systeme deutlich: KNX setzt auf eine einheitliche und für alle Hersteller und Anwender gleiche Software zur Inbetriebnahme. LON verfügt über mehrere parallele Tools, und BACnet bietet eine freie Gestaltung der Software für jeden einzelnen Hersteller. Letzteres erschwert die Wartung und Inbetriebnahme der Anlage.

Für den Endanwender ist auch der einfache Zugriff auf seine Anlage von großer Bedeutung. Proprietäre Hersteller bieten meist eine Tablet-Visualisierung oder Ähnliches an. Hierdurch kann der Anwender bei Bedarf sein System verwalten und bestimmte Änderungen selber vornehmen, ohne externe Integratoren einzuspannen.

Einsatzgebiet der Automation

In der Projektphase muss der Ort für die Automation berücksichtigt werden. Handelt es sich um Einfamilienhäuser oder große Zweckbauten und Liegenschaften? Entscheidend ist dabei, ob ein spezieller Bereich oder ein Gewerk automatisiert wird oder das gesamte Gebäude. Bei kleineren Projekten empfehlen sich Systeme wie KNX, die klassischerweise die Raumautomation mit allen nötigen Funktionen abdecken. Hierzu gehören beispielsweise Licht-, Beschattungs-, Klima- und Sicherheitsfunktionen. Auch proprietäre Lösungen, wie free@home von Busch Jaeger oder enet von Jung & GIRA können hier spannend sein. Die Systeme sind preislich attraktiv und teilweise leichter zu bedienen. Vorher sollte evaluiert werden, ob diese Systeme die benötigten Funktionen für das Projekt mitbringen.

Andere Automationsstandards wie DALI oder SMI sind für spezielle Aufgaben definiert. DALI ist ein Bus für Lichtsteuerung und SMI zur Steuerung von Beschattungseinrichtungen. Einen Überblick über die Möglichkeiten der einzelnen Standards kann also ein wertvoller Beitrag zur Auswahl des Systems und der Komponenten sein.

Systemauswahl und Zukunft 

Wichtig ist, vorab genau zu definieren, was bei einem Projekt durch die Automation erreicht werden soll. Handelt es sich lediglich um eine spezielle Funktion, wie die Automation von Beleuchtung oder Beschattung, bieten spezielle Standards einen optimalen und ausreichenden Funktionsumfang. Soll die Anlage zukünftig erweitert werden, empfiehlt es sich, im Vorfeld einen Standard zu wählen, der diese Option bietet. Da es kein Allheilmittel gibt, können die zuvor genannten Kriterien helfen, das richtige oder beste System für den eigenen Bedarf zu wählen. Eine Bedarfsanalyse in der Planungsphase ist unerlässlich.

Doch wie sieht es in Zeiten des Internet of Things und der allumfassenden Vernetzung mit dem Fortbestand der einzelnen Automationsstandards aus? Die einzelnen Schirmorganisationen sind darauf vorbereitet und entwickeln die Systeme dahingehend. Schon heute lassen sich alle gängigen Systeme in vorhandene IP-Netzwerke und somit in das Internet einbinden. Doch eine verbindliche Aussage lässt sich hier nicht treffen. Bei der Systemauswahl ist es ratsam, den Fortschritt innerhalb der einzelnen Standards zu beobachten.