PC-basierte Gebäudesteuerung für die neue Welt des Arbeitens

Die Kölner Niederlassung von Microsoft zählt zu den modernsten Bürogebäuden Europas. Basis der IT-Infrastruktur bilden Microsoft-Produkte, wie die „Unified Communications“-Technologie, über die die Mitarbeiter, unabhängig vom Endgerät, an jedem Ort des Gebäudes erreichbar sind. In der Event-Ebene des Bürogebäudes stehen hochmoderne Konferenz- und Arbeitsräume zur Verfügung, in denen Kunden und -Besucher die neuesten Soft- und Hardwaretrends erleben können. Zur Integration der IT- und Medientechnik wurde das „Microsoft Technology Center“ in Köln mit modernster Gebäudeautomation von Beckhoff Automation ausgestattet. Mit der Planung und Ausführung wurde die Verler Elektro Beckhoff GmbH beauftragt. „Das Tagungszentrum ist in dieser Art einzigartig“, sagt Georg Schemmann, Leiter Building Automation bei Beckhoff. In die umfassende Gebäudeautomation wurden sämtliche Gewerke einbezogen: Dazu gehören die Steuerung der HLK-Anlagen, die Beleuchtung, die Steuerung von Jalousien und Sonnensegeln oder flexible, auf die jeweilige Raumnutzung abgestimmte Lichtszenarien. Die Raumbedienung erfolgt multifunktional. Sämtliche Funktionen können interaktiv und webbasiert über den zentralen Point-of-Information (POI), über Touchpanel sowie über „Mobile Devices“, die per WiFi mit dem Corporate-Netz der Kölner Microsoft-Niederlassung verbunden sind, aufgerufen werden. Hierbei lassen sich nicht nur vorgegebene Funktionen aktivieren; Sollwerte oder Lichtszenarien können bei Bedarf auch geändert werden. Diese Funktionalität beruht auf der Überlagerung der Gebäudeautomation mit der IT-Welt des Gebäudes. Selbstverständlich ist alternativ auch die konventionelle Raumbedienung über Taster und andere Bediengeräte möglich.

Im Eingangsbereich der Event-Etage trifft der Besucher zunächst auf eine Stele, den zentralen Point-of-Information. „Solche Stelen findet man inzwischen in vielen modernen Bürokomplexen“, kommentiert Georg Schemmann. Über das große Touchdisplay lassen sich verschiedene Informationen, wie das TV-Nachrichtenprogramm, der aktuelle Flugplan des Köln-Bonner Flughafens oder Verkehrsmeldungen abfragen. Diese Services werden medial über Nachrichtenkanäle in den POI übertragen. Am POI können aber auch, per Untermenüs, alle Raumfunktionen, inklusive der Gewerke Heizung, Klima und Lüftung, aufgerufen werden. Auf die vorhandene Grundinstallation wurde „on top“ die Beckhoff-Automatisierung „aufgesattelt“. Auch in der vierten Etage des Gebäudes wurde die bestehende Gebäudetechnik mit einer IPC-Steuerung überlagert, um zusätzliche Funktionen zu realisieren. Energieeffizienz ist ebenfalls ein wichtiges Thema für Microsoft. Um jederzeit den aktuellen Energieverbrauch anzeigen zu können, wurden Energiemessklemmen in das System eingebaut.“

Zur Grundausstattung des Gebäudes gehört auch die Beschattung durch Jalousien. Mit der auf dem Gebäude befindlichen Wettersensorik werden Temperatur, Niederschlag, Windgeschwindigkeit und Helligkeit erfasst. Diese Daten werden über eine RS485-Schnittstelle dargestellt und zum Embedded-PC CX1010 übertragen. Dieser steuert die gesamte Gebäudeautomation der Event-Etage. Dabei werden die Sensordaten der Wetterstation in die Steuerung der Jalousien und der HLK-Einrichtungen eingebunden. Unabhängig davon werden die Etagen klimatechnisch, im Sinne einer Einzelraumregelung, über die Gebäudeautomation separat geregelt und gesteuert. Für die Lüftungsanlage erfolgt das über Volumenstromregler, die vom Embedded-PC CX1010 aus über den MP-Bus angesteuert werden. Die Einzelraumregelung ermöglicht auch die Regelung des Volumenstroms, je nach Belegung der Konferenzräume oder Anzahl der Personen. Sämtliche Funktionen sind auch manuell steuerbar. Zusätzlich sind bestimmte, voreingestellte Szenarien gespeichert, die bei Bedarf abgerufen oder geändert werden können. Georg Schemmann: „Der Kunde kann durch das Gebäude gehen und selber bestimmte Lichtszenarien konfigurieren. Das erfolgt entweder an einem Bedienpanel, über einen Lichtschalter oder über das Programm. Die dafür notwendige Zuordnung bestimmter Werte zu einem Schalter haben wir durch das „Building Automation Framework“ in unserer Automatisierungssoftware TwinCAT realisiert.“

Auf dem POI kommt die Silverlight-Technologie von Microsoft zur Bedienung der gesamten Etage zum Einsatz. Damit ist es möglich, im Grundriss zu navigieren und sich in die einzelnen Bereiche zu zoomen. Über Ethernet TCP/IP werden die in den drei Unterverteilungen eingesetzten Buskoppler BK9000 mit dem als Master agierenden Embedded-PC CX1010 verbunden. Auf einem zentralen 19-Zoll-Industrie-PC C5102 sind sämtliche Webseiten zur Gebäudesteuerung hinterlegt. Ausgestattet mit zwei Netzwerkkarten, ermöglicht der Industrie-PC zum einen die Verbindung mit dem Microsoft-Corporate-Netz, von dem er auch seine IP-Adresse erhält. Die zweite Netzwerkkarte realisiert die Verbindung zum Beckhoff-Netzwerk über Ethernet TCP/IP. Die WiFi-Schnittstellen sind ebenfalls mit dem Microsoft-Corporate-Netz verbunden und übermitteln die von den mobilen Bediengeräten (PDA oder Handheld) aufgerufenen Raumfunktionen. Die Raumbedienung kann ebenfalls über „Windows Mobile Devices“ erfolgen. Die Programmierung der Raumfunktionen wurde mit Hilfe des „TwinCAT Building Automation Framework“ vorgenommen. „Hierbei wird nicht klassisch nach SPS-Programmierfunktionen verfahren, sondern die Funktionen werden ausgewählt und konfiguriert“, erklärt Georg Schemmann. Das Building-Automation-Framework vereinfacht das Engineering und die Inbetriebnahme von Gebäuden erheblich. Ohne eigene Programmierkenntnisse können Systemintegratoren, Gebäudebetreiber und -nutzer neue Funktionen, Änderungen von Szenarien oder die Zuordnung von Sensoren und Aktoren mit wenigen Klicks einfach durchführen.

Absolutes Highlight der Event-Etage der Kölner Niederlassung ist die Vielfalt der verfügbaren Medientechniken. Neben der „Point-of-Information“-Stele im Eingangsbereich, die als zentrale Informations- und Schaltzentrale dient, beeindruckt eine Displaywand, bestehend aus 16 LCD-Displays im 46-Zoll-Format, die nahtlos aneinander gereiht sind. Auf dieser überdimensionalen Displaywand können alle gängigen Medieninhalte im 16:9-Format abgespielt werden.

Auf der Rückseite der Displaywand befindet sich die eigentliche Lounge-Landschaft. Kernstücke der Ausstattung sind das Microsoft- Videokonferenzsystem „Roundtable“ und der Touchscreen-Computer „Surface“. Das Round-Table-Device mit 360-Grad-Kamera bietet eine Übertragung in Rundumsicht, fokussiert den Sprecher und nimmt Meetings auf. Der Bildschirminhalt des „Surface“ wird von oben, über eine in die Decke integrierte Dokumentenkamera, aufgenommen und auf einem oder beiden 65-Zoll-Plasmabildschirmen wiedergegeben. „Surface“ hat die Form einer Tischplatte und kommt ohne Maus, Tastatur oder sonstige herkömmliche Eingabegeräte aus. Sämtliche Eingaben erfolgen per Multitouch mit der Hand auf dem 30 Zoll großen Bildschirm. Diese Technologie erlaubt Interaktionen zwischen Mensch und Computer oder auch zwischen dem Computer und anderen Geräten. Die Synchronisation des „Surface“ mit anderen Geräten, z. B. mit Mobiltelefonen oder Digitalkameras, ist sehr einfach. Verfügen diese über WLAN, so genügt es, die Geräte auf den Bildschirm zu legen. Sie werden von dem Touchscreen-Computer erkannt und können per Drag-and-Drop Daten austauschen. Die Daten werden quasi mit dem Finger in das Gerät „geschoben“.

An der Stirnseite des Microsoft Technology Centers (MTC) befindet sich zur Mediendarstellung eine großformatige Rückprojektionswand, die aus Sicherheitsglas besteht und eine Bilddiagonale von 5,11 m hat. Im MTC erfolgt die Projektion durch drei HD-Beamer mit einer Lichtstärke von jeweils 10 000 ANSI Lumen. Ein fest im Technikbereich der Rückprojektionswand eingebauter PC liefert für das Envisioning – situationsbezogen und bildfüllend – vom Nutzer erstellte Hintergrundbilder. wm