Congress Centrum Hamburg – Umsetzung der Beleuchtungs­steuerung

Allgemeine Anforderungen

Das Congress Centrum Hamburg wurde während der Revitalisierung mit über 15.000 Dali-Vorschaltgeräten und Lampen ausgerüstet. Diese sollen über ein Frontend, gestellt von Crestron, bedient werden. Ebenfalls soll für die Veranstaltungstechnik eine DMX-Steuerung für die Lampen eingerichtet werden. Über das Frontend kann zwischen der Steuerung übers Frontend und DMX umgeschaltet werden. Die Steuerung teilt sich in unterschiedliche Bereiche auf. Jeder Bereich verfügt über vier Szenen, von denen die vierte frei konfigurierbar ist und gespeichert werden kann.
Technische Begebenheiten
Aufgrund von maximalen Kabellängen zu den Dali-Vorschaltgeräten, werden oft mehrere Controller an unterschiedlichen Standorten benötigt. Hierzu sind die Crestron-Controller untereinander vernetzt. Zur Ansteuerung der Dali-Vorschaltgeräte kommen Wago PFC200 zum Einsatz. Diese kommunizieren über das KNX-Protokoll mit den Crestron-Controllern. Für die DMX-Kommunikation werden Serielle-Klemmen von Wago genutzt. Diese beiden Signale müssen ausgelesen werden und entsprechend auf die Dali-Vorschaltgeräte versendet werden. Ein Teil der Schränke sind untereinander mit Leitungen zur Übertragung des DMX-Protokolls verbunden. Hierdurch kann ein Saal/Foyer über eine DMX-Linie angesprochen werden. Entgegen dem gibt es auch Bereiche, die über eine DMX-Linie für mehrere Räume verfügen.
Anforderung an die Software

Die Software muss alle Signale entsprechend auslesen und je nach Priorität an die Dali-Vorschaltgeräte übermitteln. Um hier eine einheitliche Steuerung zu gewährleisten, muss das Projekt flexibel gestaltet werden. Neben den Anforderungen an eine flexible Software muss ein qualitativ optisches Bild der Säle/Foyers sichergestellt werden. Dies beinhaltet ein sauberes Ein-/Ausschaltverhalten wie auch Dimm-Verhalten des Saals/Foyers.

Umsetzung & Realisierung der Software/­Beleuchtungs­steuerung

Hierzu wurden insgesamt 24 PFC200 von Wago verbaut. An diese 24 Controller teilen sich 367 Dali-Klemmen, 87 Serielle-Klemmen und 33 KNX-Klemmen auf. Bei der Umsetzung der Software ist zu beachten, dass ein KNX-Telegramm eine bis mehrere Dali-Adressen steuert.

Ebenfalls befinden sich, aufgrund der oben genannten Problematik, mehrere Bereiche an einem Controller welche separat und unabhängig voneinander gesteuert werden müssen. Auch die unterschiedliche Anzahl an DMX-Leitungen zu den Bereichen muss gezielt von der Software umgesetzt werden. Zusätzlich werden Farbtemperaturen von einigen Dali-Vorschaltgeräten separat gesteuert. Hierzu werden in der Software Grenzwerte gesetzt, welche die entsprechenden Zahlen der Bereiche, DMX-Linien, Anzahl KNX-Telegramme, Dali-Gruppen pro Klemme usw. festlegen. Anhand dieser Werte passt sich die Software bereits an die vorhandenen Begebenheiten an. Zusätzlich werden über persistente Werte die einzelnen Dali-Gruppen in die entsprechenden Bereiche, KNX-Telegramme, DMX-Linien und Farbtemperatur-Werte zugewiesen.

Hierdurch werden für die KNX-Kommunikation automatisch die Master-Fader und Aufruf der Szenen für Bereiche konfiguriert. Die DMX-Adressen werden über die Software automatisch zugewiesen. Jeder Bereich verfügt über vier Szenen. Zu diesen vier Szenen kommen ein Master für Szene eins bis drei und ein User-Szenen-Master für Szene vier. Jeder Bereich verfügt über ein KNX-Telegramm um die Farbtemperatur des Bereiches anzupassen. Über die Konfiguration in der Software können bestimmte Dali-Gruppen eine separate Farbtemperatur erhalten. Jeder Bereich, der ein Saal oder Foyer wiedergibt, verfügt auch über eine DMX-Freischaltung, welche über das Frontend erfolgt. Hierbei kann, für DMX-Linien die mehrere Bereiche steuern, für jeden Bereich DMX separat freigeschaltet werden. In Saal 1 und Saal Z ist z.B. die Bühne vom Saal innerhalb des Frontends getrennt steuerbar, allerdings per DMX über eine Linie, dafür aber separat freischaltbar. Hierdurch kann die Bühne oder Saal über DMX gesteuert werden, während der Saal oder die Bühne über das Frontend bedient werden kann. Es können auch beide Bereiche über eine DMX-Linie bedient werden. Über das Frontend sind auch Gruppen von Lampentypen in einem Bereich dimmbar. Hierzu ist in der Software eine Gruppenansteuerung auf die einzelnen Dali-Gruppen realisiert. In den Sälen sollen auch einige Dali-Gruppen abgeschaltet werden, sodass diese über das Frontend nicht angesteuert werden können, damit eine Banner-, Bühnen-Ausleuchtung realisiert werden kann oder auch ungenutzte/gesperrte Bereiche (wie z.B. den oberen Rang in Saal 1) ausgeschaltet bleiben. Zusätzlich verfügt jeder Schaltschrank über ein Touch-Panel von Wago für eine Notbedienebene. Über diese kann im Notfall die Saal/Foyer-Beleuchtung eingeschaltet und gedimmt werden. DMX kann über diese Notbedienebene ebenfalls freigeschaltet oder gesperrt werden.

Mönckeberg­straße in Hamburg – Umsetzung der Verkehrs- und Fassaden­beleuchtung

Allgemeine Anforderungen

In der Mönckebergstraße wurden zur Verschönerung der Innenstadt 54 neue Lampen aufgestellt. Diese Lampen verfügen über zehn Dali-Kanäle, über welche die Fassadenbeleuchtung der Lampen angesteuert werden. Zusätzlich sind zwei Leuchten in dieser Lampe für die Verkehrsbeleuchtung vorgesehen, welche von der Stadt geschaltet werden. Ebenfalls sind Steckverbindungen am Lampen-Mast für die Weihnachtsbeleuchtung vorhanden. Der Privat-Anteil (die Fassadenbeleuchtung) in der Lampe soll zentral gesteuert werden und zusammen mit der Verkehrsbeleuchtung ein- und ausgeschaltet werden.
Technische Begebenheiten
In den Masten der Lampen sind kleine Schaltkästen verbaut. In diesen befindet sich jeweils ein Wago-Controller, Sicherungen und ein Netzteil. Außen an den Schaltkästen befinden sich jeweils vier Steckverbindungen, damit die Spannungsversorgung und Signal-Leitungen zum Lampenkopf geführt werden können. Durch Devolo-Powerline-Modems sollte zwischen den Masten eine Netzwerkverbindung aufgebaut werden. Der Master-Controller für die zentrale Steuerung befindet sich in einem Schaltschrank nahe der Europa-Passage. In diesem Schrank ist ein Empfänger für das Rundsteuersignal der Stadt vorgesehen sowie ein Switch, ein LTE-Router und ein PC für Fernzugriffe.
Anforderung an die Software
Die Software soll eine persistente Konfiguration der Beleuchtung ermöglichen. In der Konfiguration sollen einzelne Leuchten der Lampe gedimmt oder abgeschaltet werden können. Ebenfalls sollen die Masten unterschiedlich in Gruppen angesteuert werden können. Zusätzlich muss die Deko-Beleuchtung für den Weihnachtsmarkt angepasst werden können. Beim Einschalten der Beleuchtung soll ein möglichst geringer Einschaltstrom sichergestellt werden. Durch die zwei RGB-Leuchten im Lampenkopf sollen für bestimmte Feiertage die Farben konfigurierbar sein und am besagten Feiertag sich automatisch einschalten.
Umsetzung & Realisierung der Software/­Beleuchtungs­steuerung
Bei der erst Inbetriebnahme ist aufgefallen, dass durch die vorhandenen Devolo-Modems eine mangelnde Bandbreite im Netzwerk vorhanden ist. Viele Lampenmasten konnten durch zu hohe Latenzen nicht erreicht werden. Durch diese Problematik musste eine alternative Lösung gefunden werden. Die Devolo-Modems wurden durch industriefähige Access-Points mit Mesh-Funktion ersetzt. Durch die Errichtung eines Mesh-WLAN-Netzes konnten die zwei Masten mit der größten Entfernung zueinander binnen 50ms entsprechende Daten austauschen. Alle Controller in den Masten verfügen über die gleiche Software zur Ansteuerung der Dali-Leuchten und empfangen Befehle über ModbusIP. Ist nach einer gewissen Zeit keine Verbindung zwischen den Masten möglich, startet der Controller eigenständig den Access-Point bis zu drei Mal neu. Der Master-Controller verfügt über eine Visualisierung zur Steuerung der Beleuchtung. Anhand der entsprechenden Konfiguration werden die Dimm-Werte für die Modbus-Register komprimiert und an die Slave-Controller in den Masten übermittelt. Durch die Komprimierung der Befehle halten wir die benötigte Bandbreite zur Ansteuerung der Masten und Latenzen sowie für eventuelle Paketverluste so gering wie möglich. Durch ModbusIP bewerkstelligen wir hier eine zyklische Übertragung der Werte. Über die Visualisierung können alle Masten über eine Eingabe dieselben Werte erhalten. Diese können auch gruppiert werden, so dass jeder zweite Mast pro Straßenseite eine andere Konfiguration erhalten könne. Auf diese Weise können die Lampen über zwei Gruppen separat angesteuert werden. Dies ist auch in vier Gruppen möglich. Zusätzlich kann für jede Dali-Leuchte an einem Mast ein Handbetrieb aktiviert werden, um individuell die Beleuchtung anzupassen. Über separate Eingabe-Masken kann die Deko-Beleuchtung zugeschaltet und pro Mast konfiguriert werden. Die Modbus-Verbindung zu den Slave-Controllern wird vom Master überwacht. Treten zu häufig Fehler auf, wird diese Information geloggt und in einer separaten Visualisierung dargestellt. Besteht wieder eine Verbindung zu dem betroffenen Mast, wird dies ebenfalls geloggt. Zur Konfiguration der Beleuchtungssteuerung ist eine Benutzeranmeldung zwingend erforderlich, wodurch eine Benutzerverwaltung hinterlegt wurde. Über den LTE-Router besteht die Möglichkeit die Visualisierung über eine VPN-Verbindung am Smartphone, Tablet, PC oder Notebook aufzurufen. Hierdurch kann die Anlage aus der Ferne konfiguriert werden. Zur Anpassung der Software & Wartungszwecken ist über einen Dienstleister ein Fernzugriff auf den PC im Schaltschrank möglich.

Airbus Finkenwerder, HAM014 – Umsetzung der Hallen­beleuchtung

Allgemeine Anforderungen

In der Halle 014 wurde die Beleuchtung auf LED modernisiert. In der Halle befinden sich 19 Bauplätze welche separat angesteuert werden sollen. Zur energieeffizienten Nutzung soll die Beleuchtung Tageslicht abhängig gedimmt werden. Die Hallenabschnitte sollen 30 Minuten vor Arbeitszeitbeginn automatisch einschalten und nach Ende der Arbeitszeit nur für eine bestimmte Zeit weiterleuchten. Anschließend ist noch für eine konfigurierte Zeit die Durchgangsbeleuchtung aktiv, bis die Beleuchtung automatisch ausgeschaltet wird. Ebenfalls soll die Instandhaltung aus der Ferne in die Beleuchtungssteuerung zum Ein-/Ausschalten der Hallenbeleuchtung eingreifen können. In zwei Hallenbereichen werden zwei Lichtbänder redundant in Abhängigkeit der Betriebsstunden betrieben.
Technische Begebenheiten
Pro Bauplatz sind jeweils zwei WAGO-Controller verbaut. An jedem Controller befinden sich vier bis sechs Dali-Muli-Master-Klemmen. Die Controller überwachen Sicherungen und andere Meldungen der Anlage. In den Schaltschränken sind USVs verbaut, sodass bei Spannungsverlust noch eine Meldung an die GLT übermittelt werden kann. Ebenfalls werden an Lasttrennschaltern Strommessungen durchgeführt und überwacht. Zur Sicherstellung der Beleuchtung an den Bauplätzen werden die Controller hardware- sowie softwareseitig überwacht. Zwei zusätzliche Controller übernehmen die Steuerung der Anlage. Ein Controller übernimmt sämtliche Berechnungen, während der andere Controller die Visualisierung für den Kunden darstellt.
Anforderung an die Software

Die Software soll alle wichtigen Informationen vereinfacht darstellen. Die Benutzerverwaltung muss über unterschiedliche Bedienungsebenen verfügen. Je nach Bedienungsebene sind mehrere Funktionen möglich. Die Controller müssen untereinander kommunizieren und Informationen austauschen. Bestehen Kommunikationsprobleme zwischen den Controllern, muss sichergestellt sein, dass der betroffene Bauplatz über eine ausreichende Beleuchtungsstärke zum Arbeiten verfügt. Störungsmeldungen müssen klar erkennbar sein und zudem entsprechenden Verteilungen zugeordnet werden können. Alle Störungsmeldungen müssen auf einer SD-Karte geloggt werden. Vorhandene Wetterstationen müssen redundant ausgelesen werden.

Umsetzung & Realisierung der Software/­Beleuchtungs­steuerung
Der Master-Controller sendet anhand der konfigurierten Zeit oder des geschalteten Handbetriebs die Dimm-Werte an die Controller an den Bauplätzen. Diese leiten die Dimm-Werte an die Dali-Linien weiter. In Abhängigkeit des Tageslichtes passen sich diese Werte über eine Parametrierung der Anlage entsprechend des Tageslichtverhältnisses an, sodass immer eine Beleuchtungsstärke von mindestens 500lx auf den Bauplätzen gegeben ist, wie es die Vorgabe des Kunden besagt. Fehlermeldungen & Strommessungen werden von den Controllern teilweise bereits ausgewertet und geben diese Informationen an die Master-Controller weiter. Die Master-Controller werten die Ergebnisse aus und stellen diese in der Visualisierung dar oder loggen diese auf eine SD-Karte (im Falle von Fehlermeldungen).

Hotel Gut Immenhof, Bad Malente – Umsetzung der vollständigen Gebäude­leit­technik

Allgemeine Anforderungen

Auf dem Grundstück des Gut Immenhofs wird ein Hotel errichtet. Hierzu werden Bestandsgebäude saniert und ebenfalls Neubauten errichtet. Die Anlage verfügt über mehrere Heizkreise mit Versorgung über eine Nahwärme durch 2 BHKWs. Ebenfalls sind mehrere Lüftungsanlagen zur Frischluftzufuhr vorhanden. Zusätzlich wird ein Großteil der Beleuchtung auf dem Hof zentral gesteuert.
Technische Begebenheiten
Es befinden sich insgesamt 6 Lüftungsanlagen mit Zu- und Abluft, sowie 3 Abluft-Anlagen auf dem Gelände, welche über eine GLT gesteuert werden sollen. Zusätzlich gibt es 9 Übergabestationen für die Nahwärme, welche sich entsprechend in Warmwasserspeicher, Pufferspeicher, Fußbodenheizung, statische Heizkörper und Lüftungsheizkreise aufteilen. Die Heizkreise sind mit 2-Wege, 3-Wege oder auch keinem Ventil zur Ansteuerung versehen. Die Beleuchtung, welche durch die GLT geschaltet werden soll, gehören zu Restaurants (2 Stk.), Bar, Eingangsbereiche und Aufenthaltsbereiche, Veranstaltungssaal, Restaurant-Terrasse und zur Außenbeleuchtung auf dem gesamten Gelände des Hofes. Zusätzlich ist eine Beleuchtung auf den Zuwegen zum Reitstall und zum Parkplatz vorhanden. Die Beleuchtung besteht als Dali-Geräten und Leuchtmitteln, die entweder über die Dali-Pillen oder über analoge Signale gedimmt werden. Ebenfalls müssen viele Geräte überwacht werden, wie u.a. die Kühlkammern für die Küchen, Fehlermeldungen von Pumpen, Hilferuf-Tasten für zwei Saunen und auch die BMZ-Meldungen sollen erfasst werden.
Anforderung an die Software
Die Software soll eine persistente Konfiguration ermöglichen. In dieser Konfiguration sollen einzelne Anlagenteile gezielt durch die Haustechnik parametriert werden können. Die Bedienoberflächen für die gesamte Beleuchtung müssen so simpel wie möglich gehalten werden, sodass auch nicht eingewiesenes Personal die Oberflächen in Grundfunktionen bedienen kann. Fehlermeldungen müssen dargestellt und quittiert werden können. Die Außenbeleuchtung sollte sich automatisch Ein- und Ausschalten und über eine Nachtabsenkung verfügen, da einige Lampen sich sehr nah an Hotelzimmerfenstern befinden.
Umsetzung & Realisierung der Software/Beleuchtungssteuerung
Bei der Umsetzung musste darauf geachtet werden, welche Programmteile auf welchem Controller ausgeführt werden sollen. Es gibt einen zentralen GLT-Controller zur Darstellung der Visualisierung und Bedienung der Konfiguration für die Heizungen und Lüftungen. Dieser verfügt über Links zu Visualisierungen auf den Slave-Controllern, auf denen auch die Beleuchtung, falls vorhanden, gesteuert wird. Die Außenbeleuchtung schaltet zu errechneten Sonnenunter- und Sonnenaufgängen ein. Hier kann ebenfalls das Ein- und Ausschalten über einen Dämmerungswert konfiguriert werden. Die Außenbeleuchtung wird zusätzlich mit einem langem Fading ein- und ausgeschaltet, um abrupte Lichtwechsel zu vermeiden.

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