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Dokumentenidentifikation DE102006020121A1 08.11.2007
Titel Sensor für ein Gebäudesteuerungssystem, Gebäudesteuerungssystem und Verfahren zum Steuern von Aktoren in einem Gebäudesteuerungssystem
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Ernst, Michael, 93197 Zeitlarn, DE
DE-Anmeldedatum 02.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006020121
Offenlegungstag 08.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse F24F 11/00(2006.01)A, F, I, 20060502, B, H, DE
Zusammenfassung Szenen sind Sollzustände, welche Aktoren (12, 14, 16) in einem Gebäude des Steuerungssystems hervorrufen sollen. Im Stand der Technik werden Szenen durch Drücken eines Tasters, der die Abgabe eines so genannten Szenentelegramms veranlasst, ausgelöst. Die Erfindung stattet nun einen Sensor (10) mit der Fähigkeit aus, Szenentelegramme abzugeben. Szenen werden aufgrund von Umweltsituationen definiert, welche bestimmten Werten einer gemessenen Umweltzustandsgröße oder von deren zeitlicher Entwicklung entsprechen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Sensor für ein Gebäudesteuerungssystem. Sie betrifft auch ein Gebäudesteuerungssystem mit solch einem Sensor sowie ein Verfahren zum Steuern von Aktoren in einem Gebäudesteuerungssystem.

Sensoren werden in Gebäudesteuerungssystemen vielfältig eingesetzt. Dämmerungssensoren (die im Wesentlichen Helligkeitssensoren sind) erfassen das Eintreten der Dämmerung. Sie wirken auf die Rollladenaktoren ein. Bei Eintreten der Dämmerung sollen die Rollläden herabgefahren werden. Sie wirken auch auf die Beleuchtungsaktoren ein. Beim Eintreten der Dämmerung soll die Außenbeleuchtung eingeschaltet werden. Windsensoren bewirken bei starkem Wind ein Hochfahren von windgefährdeten Jalousien oder ein Herabfahren von Rollläden zum Schutze der Fenster. Rauchmelder bewirken bei Erkennen von Rauch ein Hochfahren von Jalousien, um Fluchtwege freizumachen, und ein Einschalten der Beleuchtung.

Einem einzelnen Sensor kann somit eine Vielzahl von Aktoren zugeordnet sein. Bisher muss der Sensor gezielte Aktorenbefehle abgeben.

Lediglich von Tastern (auch als Tastsensoren bezeichnet, also Sensoren, die keine Umweltzustandsgrößen messen) ist es bekannt, dass durch ein Drücken der Taster ein so genanntes Szenentelegramm ausgelöst wird. Der Taster ist hierbei so programmiert, dass genau eine Taste eine so genannte Szene auslöst. Eine Szene ist dadurch definiert, dass eine Anzahl der Aktoren aus der Gesamtzahl der Aktoren ausgewählt ist und festgelegt ist, welcher Zustand von den Aktoren hervorgerufen werden soll. Beispielsweise gibt es eine so genannte Szene „Abwesenheit der Bewohner vom Haus". Bei dieser Szene werden beispielsweise die Jalousien heruntergefahren, sämtliche Lichter im Haus abgeschaltet und ggf. die Heizung heruntergefahren. Die Szene entspricht hierbei nicht unbedingt bestimmten Aktorenbefehlen. So können einzelne Jalousien bereits heruntergefahren sein. Wenn der Aktor feststellt, dass der durch die Aktoren-Szene vorbestimmte Zustand bereits besteht, muss der Aktor gar nicht tätig sein. Stellt der Aktor fest, dass der Zustand noch nicht besteht (vorliegend also die Jalousien nicht heruntergefahren sind), wird der Aktor aktiviert. Das Szenentelegramm ist somit ein Telegramm, in dem lediglich das Ergebnis mitgeteilt wird. Es werden die Aktoren für verschiedene Szenen eingelernt. Erhalten sie das Szenentelegramm mit der Mitteilung „Szene 1", so stellen sie den zur Szene 1 eingelernten Zustand her. Erhalten sie das Szenentelegramm mit der Mitteilung „Szene 2" stellen sie den zur Szene 2 eingelernten Zustand her etc.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Gebäudesteuerungssysteme des Standes der Technik weiter zu verbessern. Sie sollen insbesondere kompakt gebaut sein, wenig platzaufwändig und preiswert sein und dennoch zuverlässig funktionieren.

Die Aufgabe wird durch einen Sensor gemäß Patentanspruch 1, ein Gebäudesteuerungssystem gemäß Patentanspruch 5 und ein Verfahren zum Steuern von Aktoren in einem Gebäudesteuerungssystem gemäß Patentanspruch 6 gelöst.

Bereitgestellt wird also ein Sensor für ein Gebäudesteuerungssystem, der:

  • – mindestens eine Umweltzustandsgröße misst, und
  • – zumindest einer Umweltsituation jeweils eine Szene zuordnet, wobei die Umweltsituation durch den Wert der gemessenen Umweltzustandsgröße oder deren zeitliche Entwicklung definiert ist, und
  • – der dazu ausgelegt ist, in Antwort auf eine eingetretene Umweltsituation, welcher einer Szene zugeordnet ist, ein Szenentelegramm abzugeben, um so Aktoren anzusteuern, in welchen zu der Szene ein durch die Aktoren herzustellender Zustand festgelegt ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Erfahrungen, die mit Tastern gemacht wurden, welche Szenentelegramme abgeben, auch auf Sensoren übertragen werden können, welche Umweltzustandsgrößen messen (also auf Sensoren im eigentlichen Sinn). Eine Szene wird somit nicht mehr von einem Benutzer durch Drücken des Tasters ausgelöst, sondern selbsttätig bei Eintreten einer bestimmten Umweltsituation. Die Erfindung macht hierbei von der Tatsache Gebrauch, dass die Sensoren gemäß dem Stand der Technik bereits Schwellwertkriterien verwenden mussten, um bestimmte Umweltsituationen zu definieren (z. B. Helligkeitsschwellwert bei Eintreten der Dämmerung) und so über einen intelligenten Computerbaustein verfügen. Die Intelligenz der Sensoren muss jedoch an sich nicht weiter ausgeweitet werden. Müssten die Sensoren für jede Umweltsituation spezifische Aktorenbefehle abgeben, so wäre möglicherweise eine aufwändige Hardware für die Sensoren nötig. Dies entfällt bei der Erfindung. Die Szenentelegramme, um dies klarzustellen, sind einfache Telegramme, die im Regelfall nur einen Szenennamen enthalten. Insbesondere enthalten sie keine gesonderten Aktorenbefehle.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor dazu ausgelegt, zu der Szene ein Einlern-Szenentelegramm an die Aktoren auszusenden. Dies kann beispielsweise durch Drücken einer Einlerntaste an dem Sensor ausgelöst werden. Auf diese Weise ist eine einfache Programmierung möglich. Die Aktoren werden von Hand in einen bestimmten Zustand versetzt, und in diesem vorbestimmten Zustand wird dann das Einlern-Szenentelegramm abgegeben. Dadurch lernen die Aktoren, dass der gegenwärtig hergestellte Zustand die Szene festlegt.

Auch die Festlegung der Umweltsituation, welche jeweils einer Szene zugeordnet ist, kann nach Art einer Programmierung benutzerdefiniert erfolgen. Im Stand der Technik gibt es hierzu an Sensoren bereits Regler zur Einstellung von Schwellwerten.

Der Sensor kann ein Helligkeitssensor, ein Temperatursensor, ein Feuchtigkeitssensor oder ein Windsensor sein oder mehrere der genannten Funktionen gleichzeitig in sich vereinen. Auch andere Arten von Sensoren können selbstverständlich erfindungsgemäß ausgestattet werden.

Das erfindungsgemäße Gebäudesteuerungssystem weist zumindest einen erfindungsgemäßen Sensor auf und zumindest einen Aktor, in dem zu zumindest einer in den Sensoren einer Umweltsituation zugeordneten Szene eine Reaktion auf ein Szenentelegramm festgelegt ist. Unter „Reaktion" wird hierbei verstanden, dass der Aktor einen vorbestimmten Zustand herstellt oder untätig bleibt, wenn der vorbestimmte Zustand bereits besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern von Aktoren in einem Gebäudesteuerungssystem mit Sensoren und Aktoren umfasst, dass die Sensoren (welche erfindungsgemäß ausgestattet sein sollten) bei Eintritt vorbestimmter Umweltsituationen jeweils ein Szenentelegramm abgeben, zu dem eine Aktoren-Szene definiert ist, um so zumindest einen durch die Aktoren-Szene vorbestimmten Teil der Aktoren zum Herbeiführen eines durch die Aktoren-Szene vorbestimmten Zustands zu veranlassen.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei die

FIG die Festlegung von Szenen anhand eines beispielhaften Gebäudesteuerungssystems veranschaulicht.

Ein in der Figur schematisch veranschaulichtes Gebäudesteuerungssystem umfasst einen Sensor 10, der vorliegend ein Lichtsensor (Helligkeitssensor) sein soll, einen Aktoren 12 für eine Jalousie, einen Aktor 14 für Licht und einen Aktor 16 für die Heizung in dem Gebäude.

Der Sensor 10 umfasst (nicht gezeigt) die eigentliche Sensorik und eine Auswerteeinheit, welche Messwerte von dem Sensor auswertet. Aufgrund eines Schwellwertkriteriums erkennt der Sensor 10 den Eintritt der Dämmerung, sowohl der Abenddämmerung als auch der Morgendämmerung. Als Kriterium für die Abenddämmerung ist das Unterschreiten eines bestimmten Helligkeitswert für eine vorbestimmte Zeitdauer (typischerweise von 10 Minuten bis 15 Minuten) vorgesehen. Definitionsgemäß erkennt der Sensor 10 die Morgendämmerung, wenn ein vorbestimmter Schwellwert für eine vorbestimmte Zeitdauer überschritten wird. Vorliegend sollen die Aktoren 12, 14 und 16 jeweils bei der Dämmerung aktiv werden. Hierzu werden zwei Szenen definiert, die Szene 1 (Abenddämmerung) und die Szene 2 (Morgendämmerung). Die Symbole 18 bis 28 geben die der Definition der Szenen entsprechenden von den Aktoren 12 bis 16 herbeizuführenden Zustände wieder. Das Symbol 18 veranschaulicht, dass gemäß Szene 1 die Jalousie heraufgelassen sein soll. Das Symbol 20 veranschaulicht, dass gemäß Szene 2 die Jalousie herabgelassen sein soll. Diese Definitionen entsprechen der Funktion der Jalousie, dass sie Sonnenstrahlen abwehren sollen. (Die Jalousie ist insbesondere kein Rollladen, welcher bei der Abenddämmerung dann genau umgekehrt zu schließen und bei der Morgendämmerung ggf. zu öffnen wäre.)

Das Symbol 22 veranschaulicht, dass gemäß Szene 1 (Abenddämmerung) das Licht einzuschalten ist, und das Symbol 24 veranschaulicht, dass gemäß Szene 2 das Licht auszuschalten ist.

Das Symbol 26 veranschaulicht, dass gemäß Szene 1, also bei Eintritt der Abenddämmerung, die Heizung auf 50% Leistung heruntergefahren werden soll und Symbol 28 veranschaulicht, dass gemäß Szene 2 die Heizung wieder auf 100% Leistung heraufgefahren wird, sobald die Morgendämmerung eintritt.

Die Symbole 18 bis 28 veranschaulichen jeweils den Sollzustand von Jalousie, Licht und Heizung. Dies ist kein Aktorbefehl, denn ein Aktorbefehl bewirkt, dass die Jalousie, welche herabgelassen ist, hochgefahren wird oder eine heraufgezogene Jalousie heruntergefahren wird. Vorliegend kann es aber sein, dass eine Szene angefordert wird, und der Zustand bereits erreicht ist. Dann muss der Aktor naturgemäß nicht mehr tätig werden. Die Aktoren 12, 14 und 16 sind dementsprechend so ausgelegt (programmiert), dass sie den Sollzustand ihres „Objekts" (Jalousie, Lampe, Heizungsanlage) mit dem Ist-Zustand vergleichen und dann den durch die Szene vorbestimmten Zustand einstellen.

Vorliegend müssen die Szenen zunächst wie durch die Symbole dargestellt definiert werden. An dem Sensor 10 ist eine Funktionalität 30 zum Abspeichern der Szene 1 und eine Funktionalität 32 zum Abspeichern der Szene 2 bereitgestellt. Beispielsweise kann es sich um Tasten an dem Sensor 10 handeln, welche gedrückt werden müssen, um die Szenen abzuspeichern. Die Aktoren 12, 14 und 16 werden zunächst in den in den Symbolen 18, 22 und 26 definierten Zustand verbracht, und gleichzeitig wird die Funktionalität 30 aktiviert. Der Sensor 10 gibt hierbei ein Szenentelegramm ab. Ein Szenentelegramm beinhaltet den Namen der Szene und vorliegend gegebenenfalls einen „Hinweis" für die Aktoren 12, 14, 16, dass es sich um ein Einlerntelegramm handelt. (Siehe Beschriftung „Speichern der Szene 1" in der Figur). Dadurch wird den Aktoren 12, 14 und 16 „bekannt gegeben" wie die Szene 1 aussieht, d. h. sie werden auf die Szene 1 eingelernt. Nachfolgend wird der Zustand gemäß den Symbolen 20, 24 und 28 hergestellt, und die Funktionalität 32 aktiviert. Es wird ein Szenentelegramm mit dem Namen der Szene 2 abgegeben (siehe Beschriftung „Speichern der Szene 2" in der Figur) und die Aktoren 12, 14 und 16 lernen so, welcher Sollzustand ihres Objekts der Szene 2 entspricht.

Die Sensorik misst nun beständig eine Umweltzustandsgröße. Vorliegend handelt es sich um die Außenhelligkeit. Unterschreitet diese Außenhelligkeit für mehr als 10 Minuten einen vorbestimmten Wert, so bewirkt die Verschaltung oder der Aufbau des Sensors 10 (welcher im vorliegenden Fall üblicherweise eine Spannungshysterese durchläuft), dass der Sensor 10die Szene 1 abruft (siehe Funktionalität 34). Zum Abrufen der Szene 1 genügt es, ein Szenentelegramm mit dem Namen der Szene 1 abzugeben. Die Aktoren 12, 14 und 16 erkennen den Szenennamen und stellen den durch die Symbole 18, 22 und 26 definierten Zustand her.

Am nächsten Morgen tritt die Morgendämmerung ein. Die Außenhelligkeit überschreitet für eine vorbestimmte Zeitdauer einen Schwellwert, und der Sensor 10 aktiviert die Funktionalität 36, d. h. er ruft die Szene 2 ab. Hierzu genügt es, ein Szenentelegramm mit dem Namen der Szene 2 abzugeben. Die Aktoren 12, 14 und 16 empfangen dieses Telegramm und erkennen aufgrund des Szenennamens, dass sie den Zustand gemäß den Symbolen 20, 24, 28 einstellen müssen.

Die Erfindung stellt erstmals einen Sensor bereit, der in der Lage ist, Szenentelegramme abzugeben. Bei dem hier gegebenen Beispiel eines Helligkeitssensors sind auf natürliche Weise die beiden Szenen „Abenddämmerung" und „Morgendämmerung" definierbar. Eine Umsetzung der Erfindung findet auch dann statt, wenn nur eine einzige Szene definiert ist. Ein Temperatursensor, der die Außentemperatur misst, kann auch in komplizierterer Art und Weise eine weitaus größere Anzahl von Szenen abrufen, beispielsweise um die Heizung zielgenau in Anpassung an die Außentemperatur einzustellen. Hierzu könnte die Temperatur als gemessene Umweltzustandsgröße in eine Mehrzahl von Teilintervallen eingeteilt werden, wobei zu jedem Teilintervall eine Szene definierbar ist. Der Sensor kann insbesondere auch die zeitliche Entwicklung der Umweltzustandsgröße berücksichtigen. Dies ist z. B. bei einem Feuchtigkeitssensor sinnvoll. Nach einem Regen misst er beispielsweise eine hohe Feuchtigkeit, diese ändert sich jedoch nicht mehr. Bei einem Regen ändert sich jedoch die Feuchtigkeit, so dass bei einer kurzfristigen Änderung der Feuchtigkeit z. B. ein Rollladen heruntergelassen werden könnte, um die Fenster vor dem Regen zu schützen.

Der erfindungsgemäße Sensor kann auch eine Mehrzahl von Umweltzustandsgrößen messen und demzufolge mehrere Sensorikeinheiten umfassen, welche zusammenwirken.


Anspruch[de]
Sensor (10) für ein Gebäudesteuerungssystem, der

– mindestens eine Umweltzustandsgröße misst, und

– zumindest einer Umweltsituation jeweils eine Szene zuordnet, wobei die Umweltsituation durch den Wert der gemessenen Umweltzustandsgröße oder deren zeitliche Entwicklung definiert ist, und

– der dazu ausgelegt ist, in Antwort auf eine eingetretene Umweltsituation, der eine Szene zugeordnet ist, ein Szenentelegramm abzugeben, um so Aktoren (12, 14, 16) anzusteuern, in welchen zu der Szene ein durch die Aktoren (12, 14, 16) herzustellender Zustand festgelegt ist.
Sensor (10) nach Anspruch 1, bei dem das Szenentelegramm nur einen Szenennamen und daher keine gesonderten Aktorenbefehle enthält. Sensor (10) nach Anspruch 1 oder 2, der dazu ausgelegt ist, zu der Szene ein Einlern-Szenentelegramm an die Aktoren auszusenden und bevorzugt eine Einlerntaste (30, 32) aufweist, durch deren Drücken das Aussenden des Einlerntelegramms ausgelöst wird. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ein Helligkeitssensor, ein Temperatursensor, ein Feuchtigkeitssensor und/oder ein Windsensor ist. Gebäudesteuerungssystem, mit zumindest einem Sensor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, und mit zumindest einem Aktor (12, 14, 16) in dem zu zumindest einer in den Sensoren einer Umweltsituation zugeordneten Szene eine Reaktion auf ein Szenentelegramm festgelegt ist. Verfahren zum Steuern von Aktoren in einem Gebäudesteuerungssystem mit Sensor (10) und Aktoren (12, 14, 16), bei dem die Sensoren bei Eintritt vorbestimmter Umweltsituation jeweils ein Szenentelegramm abgeben, zu dem eine Aktoren-Szene definiert ist, um so zumindest einen durch die Aktoren-Szene vorbestimmten Teil der Aktoren (12, 14, 16) zum Herbeiführen eines durch die Aktoren-Szene vorbestimmten Zustands zu veranlassen.






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