Mit der TwinCAT 3 Lighting Solution präsentiert Beckhoff eine moderne, intelligente Lichtlösung für die Gebäudeautomation, bei der alle Arbeitsschritte von der Inbetriebnahme bis zur Wartung vereinfacht werden. Sie integriert alle gängigen Lichtregelungen und ermöglicht eine unbegrenzte Anzahl an DALI-Linien. Die TF8050 TwinCAT 3 Lighting Solution ist voll Web- und HTML5-fähig, dezentral skalierbar und kann direkt über ein Panel bedient werden. Schnelle Funktionsänderungen, Adressierungen und Erweiterungen sind direkt im Betrieb möglich, ebenso wie DALI-Linien-unabhängige Gruppierungen von DALI-Geräten. Auch tageslichtabhängige Human-Centric-Lighting-Konzepte können mit TF8050 umgesetzt werden. Die TwinCAT 3 Lighting Solution spart dabei automatisch Energie, indem sie die Einschaltzeit der Beleuchtung in präsenzabhängigen Umgebungen durch eine automatische Optimierung der Nachlaufzeiten auf ein Minimum reduziert.
Neuheiten und Erweiterungen ab Version 2.0.2:
- vereinfachter Inbetriebnahme-Modus
- automatische Optimierung von Nachlaufzeiten je Gruppe
- Lichtregelung mit intelligentem Startwert
- optimierte Trends und Auswertung:
- Energieverbrauchsermittlung je Leuchte
- Graphen-Darstellung Gesamtenergieverbrauch (Tag, Monat, Woche, Jahr)
- Bilanz der Effektivität: Anzeige Energie-, Kosten- und CO2-Ersparnis
- Anzeige der Betriebsstunden aller Leuchten im Verhältnis zur Lebensdauer
- Tagesverläufe von aktueller Präsenz und Gruppennachlaufzeiten
- Integration der EtherCAT-Klemme EL6821
- Integration KNX/EIB und EnOcean®
- DALI-Notlicht für Einzelbatterieleuchten
Schnell konfigurierbar mit umfänglichen Funktionen: das Lichtmanagement mit der TwinCAT 3 Lighting Solution
Die TF8050 TwinCAT 3 Lighting Solution ist eine rein konfigurierbare Softwarelösung. Die benötigte Hardware wird durch Parametrierung mit TF8050 verknüpft. Nach der Aktivierung des Controllers werden alle notwendigen Einstellungen zur Lichtsteuerung und DALI-Adressierung über die integrierte intuitive Visualisierung vorgenommen.
Einfache Installation
Die TwinCAT 3 Lighting Solution kann auf allen Beckhoff Embedded-, Panel- oder Industrie-PCs installiert werden. Die Softwarelösung verwendet als Hardware-Kernkomponenten die DALI-2-zertifizierten DALI-Masterklemmen EL6821 oder KL6821. Es können jedoch auch weitere Busklemmen zum Anschluss von Leuchten und Sensoren verwendet werden. Die Anzahl der DALI-2-Linien pro Controller ist grundsätzlich unbegrenzt. Um die Verkabelung zu erleichtern, können dezentrale I/O-Stationen realisiert werden, beispielsweise mit dem EtherCAT-Buskoppler BK1150 oder dem Ethernet-Buskoppler BK9050. TF8050 kann alle Projektspezifikationen erfüllen.
Einfache Inbetriebnahme
TF8050 ist eine TwinCAT-3-Softwarebibliothek und kann auf allen Beckhoff Steuerungen betrieben werden. Zur Inbetriebnahme müssen lediglich die projektspezifischen I/Os mit dem TF8050-Projekt verbunden werden. Anschließend werden alle erforderlichen Lichteinstellungen und die DALI-Geräteadressierung über die integrierte Visualisierung vorgenommen. Dazu sind weder zusätzliche DALI-Tools noch spezielle Kenntnisse im Umgang mit diesen Tools erforderlich. Auch das Umadressieren und Erweitern von DALI-Linien während der Laufzeit ist jederzeit einfach möglich. Die automatische Erkennung von DALI-2-Sensortypen sowie die automatische Adressierung neuer Leuchten und Sensoren vereinfachen die Inbetriebnahme deutlich. Mithilfe des Suchlaufs lassen sich schnell Mengenangaben für Leuchten und Sensoren aller DALI-Linien ermitteln. Neben einer Übersicht über alle Adressen werden auch doppelte Adressen angezeigt.
Die integrierte Visualisierung ist ein hervorragendes Werkzeug zur schnellen Konfiguration der Beleuchtungseinstellungen und damit zur Inbetriebnahme. Alle Hauptfunktionen der Lichtsteuerung können für jede Beleuchtungsgruppe individuell ausgewählt werden. TF8050 unterstützt Funktionen wie Human Centric Lighting (HCL), Tageslichtsteuerung und Konstantlichtregelung sowie Zeitschaltpläne und Timer zur Realisierung individueller Steuerungen. Ein großer Vorteil ist, dass mit TF8050 Geräte einer Lichtgruppe verschiedenen DALI-2-Linien zugeordnet werden können. Das bedeutet, dass DALI-2-Linien-übergreifende Gruppierungen und Steuerungen flexibel realisiert werden können.
Noch schneller und komfortabler ist die Konfigurationsmöglichkeit durch die Verwendung von Excel-Sheets. Vorkonfigurierte Lichteinstellungen können in Excel-Dateien gespeichert und per FTP oder USB auf den Controller übertragen werden. Die Konfiguration wird durch das Laden der Excel-Dateien aktiviert. Nachträgliche Änderungen können auf dem Controller gespeichert und als Backup auf einen USB-Stick kopiert werden, wobei zusätzlich alle Systemeinstellungen gesichert werden können.
Einfache Anpassung
Alle Einstellungen der Lichtsteuerung können während der Laufzeit über die integrierte Visualisierung verändert und angepasst werden. DALI-2-Eingangsgeräte können frei konfiguriert werden, um jede der 200 verfügbaren Gruppen zu steuern. Die DALI-2-Vorschaltgeräte können außerdem zu mehreren dieser Gruppen zugeordnet werden, was TF8050 zu einer der flexibelsten Lichtlösungen am Markt macht. Mithilfe der Visualisierung kann die Änderung von Lichtsteuerungen und Gruppen einfach vorgenommen werden.
Auf Wunsch können einige Anpassungen auch softwaregestützt vorgenommen werden. Bei der Tageslichtregelung kann beispielsweise der Einschaltwert automatisch und gezielt anhand des Sollwertes optimiert werden. Außerdem kann man Vorlagen nutzen, um Gruppen zu erstellen, um dann mit einem Klick Veränderungen in allen gleichartigen Gruppen durchzuführen.
Einfache Bedienbarkeit
Zur Steuerung und Überwachung der Beleuchtung bietet die in TF8050 integrierte Visualisierung eine übersichtliche und vollumfängliche Lösung an. Für die Hauptlichtgruppen stehen auf der Startseite Schaltflächen für den einfachen Zugriff zur Verfügung. Auch für Lichtszenarien gibt es Visualisierungsseiten, sowohl für den Aufruf der Szenen als auch für deren Konfiguration. Dies ermöglicht es dem Benutzer, Szeneneinstellungen leicht zu modifizieren und zu ändern. Für die Steuerung von Beleuchtungen mithilfe von Zeitschaltplänen oder Kalenderfunktionen gibt es die Möglichkeit zur Konfiguration aller 50 Zeitschaltpläne und Kalenderfunktionen.
DALI-Geräte werden ständig auf ihre Funktion überwacht. Wenn es Probleme in der DALI-Leitung oder in den DALI-Geräten gibt, wird ein Alarm mit klarem Text der Problemursache angezeigt. Es können auch externe Alarme konfiguriert und mit individuellen Texten visualisiert werden. Die TwinCAT 3 Lighting Solution unterstützt auch die Energiedatenüberwachung mit den Beckhoff Leistungsmessklemmen EL3403 und KL3403. Alle relevanten Daten, einschließlich Strom und Leistung für alle drei Phasen sowie die Summe dieser Messungen, können erfasst werden. Die Energiedaten werden alle 15 Minuten aufgezeichnet und in einer separaten CSV-Datei auf dem Controller gespeichert. Die CSV-Datei kann z. B. in Excel geöffnet werden, um die Energiedaten weiter zu analysieren.
Noch komfortabler: Mithilfe von Trends und Aufzeichnungen können Energieverbrauchsdaten und Einsparungen in verschiedenen Auswertungen direkt auf dem Panel dargestellt werden. Dies reicht vom Energieverbrauch der einzelnen Leuchte bis zum Überblick über die gesamte Beleuchtungsanlage. Die Auswertung dieser Daten lässt auch weitere Rückschlüsse auf Wartung, Energiekosten und CO2-Einsparung zu und zeigt die Betriebsstunden aller Leuchten bezogen auf die Lebensdauer an.
TwinCAT 3 Lighting Solution im Einsatz
Beckhoff Produktionshalle für I/O-Komponenten
In unserer Produktionshalle für I/O-Komponenten wird die Lichtsteuerung komplett über die TF8050 Lighting Solution realisiert. Dabei kommt TF8050 auf einem CX5020 zum Ablauf und übernimmt die Regelung von 874 Leuchten und 88 DALI-Bewegungsmeldern, welche über entsprechende DALI-2-Busklemmen angebunden sind. Installation und Inbetriebnahme ließen sich aufgrund der hohen Kompatibilität von Soft- und Hardware einfach und schnell umsetzen.
TF8050 sorgt in der Produktionshalle für optimale Lichtverhältnisse. Verschiedene Lichtszenarien können per Knopfdruck eingestellt werden. Mit der Lichtlösung TF8050 wird auch die Farbtemperatur (HCL) in der Produktion angepasst. Die integrierte Tageslichtreglung ermöglicht im laufenden Betrieb hohe Energieeinsparungen: Je nach Sonnenstand und natürlichem Lichteinfall wird die Beleuchtung automatisch hinsichtlich optimaler Effizienz angepasst. Über die Lichtsteuerung hinaus sind auch weitere Funktionen durch TwinCAT in die Steuerung integriert, wie z. B. die Regelung von Lüftung, Klimageräten, Dachkuppeln und Heizkörperventilen. Energieeinsparpotentiale werden somit voll ausgeschöpft.
Omniturm in Frankfurt am Main
Ein wortwörtlich herausragendes Projekt, bei dem die TF8050 TwinCAT 3 Lighting Solution von Beckhoff zum Einsatz kommt, ist die Lichtsteuerung im Omniturm in Frankfurt am Main.
Auf über 40 Etagen übernimmt die Lighting Solution die Regelung von 10.000 HCL-LED-Leuchten und erfasst dabei Daten von 2.500 Sensoren, und das mit höchster Flexibilität: Auf jeder Etage kann das Lichtverhalten über die Gebäudeleittechnik individuell eingestellt werden.
Die Möglichkeiten der Automatisierung gehen dabei über das reine Ein- und Ausschalten des Lichts weit hinaus. So bestehen unter anderem auch Möglichkeiten des Dimmens, des präsenzabhängigen Ein- und Ausschaltens, der tageslichtabhängigen Regelung oder der zusätzlichen Aktivierung von Human Centric Lighting (HCL). Besitzen beispielsweise das präsenzabhängige Ein- und Ausschalten oder die tageslichtabhängige Regelung großes Energiesparpotenzial, so steht beim Human Centric Lighting der Mensch im Vordergrund: Die Wirkung des Lichts und damit auch die Lichteinstelllungen werden nach den emotionalen, visuellen und biologischen Anforderungen des Menschen ausgerichtet, um Arbeits- und Lebensqualität zu verbessern.
Aufgrund von Gebäudegröße und diversen Einstellungsmöglichkeiten je Etage war die Umsetzung der Lichtsteuerung zwar technisch anspruchsvoll, ließ sich aber mit der TF8050 TwinCAT 3 Lighting Solution vollständig und zuverlässig realisieren.
Produkte
TF8050 | TwinCAT 3 Lighting Solution
Die Beckhoff Lichtlösung bietet viele Vorteile, die unter anderem eine einfache Inbetriebnahme von DALI-Lichtsteuerungen ermöglichen. Bei ausgedehnten Beleuchtungsanlagen können dezentral im Netzwerk installierte Buskoppler eingesetzt werden, wodurch sich der Verkabelungsaufwand erheblich reduziert. Die TwinCAT 3 Lighting Solution unterstützt Funktionen wie z. B. die automatische Optimierung der Nachlaufzeiten, die Fernbedienung per Web, den Import und Export von Excel-Daten aber auch Energiemessung und das Bereitstellen der Verbrauchsdaten. Mit inbegriffen sind Funktionen für Human Centric Lighting (HCL) sowie die Integration von DALI-2-Sensoren. Alle diese Funktionen sind auch ohne Programmierkenntnisse einfach zu konfigurieren.
BK1150 | EtherCAT-Compact-Buskoppler
Der EtherCAT-Koppler BK1150 ist das Bindeglied zwischen dem EtherCAT-Protokoll auf Feldbusebene und den Busklemmen. Der Koppler setzt die Telegramme im Durchlauf von der Ethernet-100BASE-TX-Physik auf den internen, feldbusunabhängigen Klemmenbus um. Eine Station besteht dabei aus einem Koppler und bis zu 64 Busklemmen sowie einer Busendklemme. Die Zuordnung ins Prozessabbild des EtherCAT-Systems erfolgt automatisch. Über die K-Bus-Verlängerung können bis zu 255 Busklemmen angeschlossen werden.
BK9050 | Ethernet-TCP/IP-Buskoppler
Der Compact-Buskoppler BK9050 im kompakten Gehäuse verbindet Ethernet mit den modular erweiterbaren elektronischen Reihenklemmen. Eine Einheit besteht aus einem Buskoppler, einer beliebigen Anzahl von 1 bis 64 Klemmen und einer Busendklemme. Mit der Klemmenbusverlängerung ist der Anschluss von bis zu 255 Busklemmen möglich.
EL3403 | EtherCAT-Klemme, 3-Kanal-Analog-Eingang, Leistungsmessung, 500 V AC, 1 A, 16 Bit
Die EtherCAT-Klemme EL3403 ermöglicht die Messung aller relevanten elektrischen Daten des Versorgungsnetzes. Die Spannung wird über den direkten Anschluss von L1, L2, L3 und N gemessen. Der Strom der drei Phasen L1, L2 und L3 wird über einfache Stromwandler eingespeist. Die Messwerte aller Ströme und Spannungen stehen als Effektivwert zur Verfügung. In der EL3403 werden für jede Phase die Wirkleistung und der Energieverbrauch berechnet. Die Effektivwerte von Spannung U und Strom I sowie Wirkleistung P, Scheinleistung S, Blindleistung Q, Frequenz F und Phasenverschiebungswinkel cos φ stehen zur Verfügung. Die EL3403 bietet die Möglichkeit zu einer umfangreichen Netzanalyse und zum Energiemanagement.
EL6821 | EtherCAT-Klemme, 1-Kanal-Kommunikations-Interface, DALI-2, Master/Netzteil
Die EL6821 erlaubt den Anschluss von bis zu 64 DALI-/DALI-2-Slaves und 64 DALI-2-Input-Devices. Mit dem TwinCAT 3 System Manager lässt sich die Konfiguration und Parametrierung von DALI-Teilnehmern einfach durchführen. Die Programmierung erfolgt ausschließlich über TwinCAT-3-Funktionsbausteine. Die EL6821 enthält eine integrierte, abschaltbare DALI-Bus-Stromversorgung. Die galvanisch getrennte Eingangsspannung von 24 V DC muss zum Einhalten der Zertifizierungsbedingungen über die Netzteilklemme EL9562, bzw. über die Stromversorgungen PS1111-2402-0002, PS1111-2403-0000 oder PS1111-2403-0002 eingespeist werden.
KL3403 | Busklemme, 3-Kanal-Analog-Eingang, Leistungsmessung, 500 V AC, 1 A, 16 Bit
Die Busklemme KL3403 ermöglicht die Messung aller relevanten elektrischen Daten des Versorgungsnetzes. Die Spannung wird über den direkten Anschluss von L1, L2, L3 und N gemessen. Der Strom der drei Phasen L1, L2 und L3 wird über einfache Stromwandler eingespeist. Die Messwerte aller Ströme und Spannungen stehen als Effektivwert zur Verfügung. In der KL3403 werden für jede Phase die Wirkleistung und der Energieverbrauch berechnet. Durch den Bezug der Effektivwerte von Spannung U * Strom I zur Wirkleistung P können alle weiteren Informationen, wie die Scheinleistung S oder der Phasenverschiebungswinkel cos φ, abgeleitet werden. Die KL3403 stellt jedem Feldbus eine umfangreiche Netzanalyse und die Möglichkeit zu einem Energiemanagement zur Verfügung.
KL6821 | Busklemme, 1-Kanal-Kommunikations-Interface, DALI/DALI-2, Master/Netzteil
Die KL6821 erlaubt den Anschluss von bis zu 64 DALI-/DALI-2-Slaves und 64 DALI-2-Input-Devices. Mit der Konfigurationssoftware KS2000 lässt sich die Parametrierung einfach über einen PC durchführen, der über die RS232-Schnittstelle oder den Feldbus direkt an den Buskoppler angekoppelt wird. Der Betrieb erfolgt ausschließlich über TwinCAT-Funktionsbausteine. Die KL6821 enthält eine integrierte, abschaltbare DALI-Bus-Stromversorgung mit galvanisch getrennter Ausgangsspannung. Für den Betrieb der DALI-/DALI-2-Devices sind keine weiteren Komponenten notwendig.
CP6600, CP6606 | Economy-Einbau-Panel-PC
Die Einbau-Panel-PCs CP6606 und CP6600 sind für den Einbau in die Front eines Schaltschranks oder Steuergehäuses konzipiert und im Maschinen- oder Anlagenbau vielfältig einsetzbar – zum Beispiel als eigenständige Steuerung mit der Automatisierungssoftware TwinCAT unter Windows Embedded Compact 7 oder als Remote-Desktop-Display. Sie sind mit zwei verschiedenen Touchscreen-Displays mit 7 oder 10,1 Zoll Bildschirmdiagonale erhältlich.
CP6700, CP6706 | Economy-Einbau-Panel-PC
Die Einbau-Panel-PCs CP6706 und CP6700 sind für den Einbau in die Front eines Schaltschranks oder Steuergehäuses konzipiert und stellen mit ihrem hochintegrierten 3½-Zoll-Motherboard eine leistungsstarke Plattform für den Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau dar, zum Beispiel mit der Automatisierungssoftware TwinCAT unter Windows 10 IoT Enterprise. Sie sind mit zwei verschiedenen Touchscreen-Displays mit 7 oder 10,1 Zoll Bildschirmdiagonale erhältlich.
CX9240 | Embedded-PC mit Arm® Cortex®-A53
Der Embedded-PC CX9240 ist eine kompakte, hutschienenmontierbare Ethernet-Steuerung mit 1,2 GHz Arm® Cortex®-A53 CPU. Er ist eine Weiterentwicklung des bestehenden CX9020 und setzt auf eine schnellere CPU mit vier Kernen und eine moderne 64-Bit-Architektur. Durch die Multicore-CPU können SPS-Projekte auf mehrere Kerne verteilt werden, um deutliche Performance-Gewinne zu erreichen.
CX9020 | Embedded-PC mit Arm® Cortex®-A8
Der CX9020 ist eine kompakte, hutschienenmontierbare Ethernet-Steuerung mit 1 GHz Arm® Cortex®-A8 CPU. Der Anschluss für die Beckhoff I/O-Systeme ist direkt im CPU-Modul integriert. Das Gerät verfügt über eine automatische Erkennung des jeweiligen Bussystems (E-Bus oder K-Bus) und schaltet in den entsprechenden Modus. Der CX9020 umfasst die CPU mit zwei MicroSD-Kartenslots, den internen Arbeitsspeicher (RAM) und 128 kB NOVRAM als nicht-flüchtigen Speicher. Zwei geswitchte Ethernet-RJ45-, vier USB-2.0- sowie eine DVI-D-Schnittstelle gehören ebenfalls zur Basisausstattung. Die RJ45-Schnittstellen sind auf einen internen Switch geführt und bieten eine einfache Möglichkeit zum Aufbau einer Linientopologie ohne den zusätzlichen Einsatz von Ethernet-Switchen. Das Betriebssystem ist Windows Embedded Compact 7. Durch die Automatisierungssoftware TwinCAT wird das CX9020-System zu einer leistungsfähigen SPS und Motion-Control-Steuerung, die mit oder ohne Visualisierung eingesetzt werden kann. Optional kann das Gerät mit einer Feldbus-, einer seriellen oder einer Audioschnittstelle bestellt werden.
CX8290 | Embedded-PC mit Arm® Cortex®-A53 und 2-Port-Ethernet-Switch
Der Embedded-PC CX8290 ist eine Steuerung mit einem zweiten, geswitchten Ethernet-Port. Es werden Protokolle wie Realtime-Ethernet, ADS UDP/TCP oder EAP (EtherCAT Automation Protocol) unterstützt. Über die TwinCAT Functions können weitere Echtzeitprotokolle wie PROFINET, EtherNet/IP™ oder BACnet/IP nachgerüstet werden.
CX5120 | Embedded-PC mit Intel Atom® E3815
Der CX5120 verfügt über einen Intel Atom® Singlecore-Prozessor mit 1,46 GHz. Die Hardware-Schnittstellen sind bei dieser Serie an der bestehenden Baureihe CX5000 orientiert und identisch ausgeführt. Es stehen zwei unabhängige, Gigabit-fähige Ethernet-Schnittstellen sowie vier USB-2.0- und eine DVI-I-Schnittstelle zur Verfügung. Die ab Werk bestückbare Optionsschnittstelle sowie die I/O-Ebene, die wahlweise entweder aus E-Bus- oder K-Bus-Klemmen bestehen kann, schaffen eine Vielzahl weiterer Anschlussmöglichkeiten oder Gateway-Funktionen.
CX5130 | Embedded-PC mit Intel Atom® E3827
Der CX5130 verfügt über einen Intel Atom® Dualcore-Prozessor mit 1,75 GHz. Damit ist echte Mehrkern-Technologie im Segment der kompakten Embedded-PCs möglich. Die Hardware-Schnittstellen sind bei dieser Serie an der bestehenden Baureihe CX5000 orientiert und identisch ausgeführt. Es stehen zwei unabhängige, Gigabit-fähige Ethernet-Schnittstellen sowie vier USB-2.0- und eine DVI-I-Schnittstelle zur Verfügung. Die ab Werk bestückbare Optionsschnittstelle sowie die I/O-Ebene, die wahlweise entweder aus E-Bus- oder K-Bus-Klemmen bestehen kann, schaffen eine Vielzahl weiterer Anschlussmöglichkeiten oder Gateway-Funktionen.
CX5140 | Embedded-PC mit Intel Atom® E3845
Der CX5140 verfügt über einen Intel Atom® Quadcore-Prozessor mit 1,91 GHz. Damit ist echte Mehrkern-Technologie im Segment der kompakten Embedded-PCs möglich. Die Hardware-Schnittstellen sind bei dieser Serie an der bestehenden Baureihe CX5000 orientiert und identisch ausgeführt. Es stehen zwei unabhängige, Gigabit-fähige Ethernet-Schnittstellen sowie vier USB-2.0- und eine DVI-I-Schnittstelle zur Verfügung. Die ab Werk bestückbare Optionsschnittstelle sowie die I/O-Ebene, die wahlweise entweder aus E-Bus- oder K-Bus-Klemmen bestehen kann, schaffen eine Vielzahl weiterer Anschlussmöglichkeiten oder Gateway-Funktionen.