Helppokäyttöisen hajautetun I/O-järjestelmän luonti ja liittäminen osaksi älyrakennusta

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli selvittää Siemens Osakeyhtiön talotekniikan ja rakennusautomaation osastolle yhteistyössä laitetoimittajien Bithouse Oy ja Produal Oy kanssa helppokäyttöisen hajautetun I/O-järjestelmän käyttöönottoa ja perustamiskustannuksia.

Siemens Osakeyhtiö asetti vaatimuksena hajautetulle I/O-järjestelmälle saneerauskohteen olemassa olevan parikaapeloinnin hyödyntämisen ja erillään olevien taloteknisten automaatiojärjestelmien integroimisen valvomoon tilanteessa, jolloin alakeskuksen ja järjestelmien välinen etäisyys on satoja metrejä.

Tämän lisäksi Siemens Osakeyhtiö halusi selvittää tehonsyöttömahdollisuutta parikaapeliväylää pitkin ja datansiirtoa Siemens Navigator -pilvipalvelualustaan kenttäväylää lukevan MeterBox 5i -yhdyskäytävälaitteen välityksellä.

Selvitystyössä tutustuttiin tarkemmin PoE- ja PoDL-tehonsyöttötekniikkaan väylää pitkin ja määriteltiin hajautetun I/O-järjestelmän hyödyt älyrakennuksen ja energiatehokkuusstandardin SFS-EN 15232 näkökulmasta. Tehonsyöttötekniikkaa ja hajautetun järjestelmän toimivuutta testattiin automaatiolaboratoriossa rakentamalla kenttäväylä.

Insinöörityön lopputuloksena varmistui Produalin ja Bithousen I/O-moduulien soveltuvuus pitkäkaapeloitavaan hajautettuun järjestelmään ja saatiin parempi kuva tehonsyöttöväylän segmentoinnin tarpeesta tietyillä etäisyyksillä ja kuormitustilanteissa. Siemens Osakeyhtiölle piirrettiin järjestelmän kytkentäkaaviot, laadittiin konfigurointitiedostot, käyttöönottoon optimoidut ohjeet ja Excel-työkalut perustamiskustannusten laskentaa varten.

The goal of the thesis work was to find out the implementation and establishment costs of an easy-to-use distributed I/O system for the building services and building automation department of Siemens Osakeyhtiö in cooperation with equipment suppliers Bithouse Oy and Produal Oy.

Siemens Osakeyhtiö required a decentralized I/O system to utilize the existing twisted pair cabling of the renovation site and to integrate separate building automation systems into the building management system in a situation where the distance between the automation substations and the systems is hundreds of meters.

In addition, Siemens Osakeyhtiö wanted to find out the options of power supply via a twisted pair bus and data transfer to the Siemens Navigator cloud service platform via a MeterBox 5i gateway device that reads the fieldbus.

The study explored PoE and PoDL power supply technology in more detail along the bus and defined the benefits of a distributed I/O system from the perspective of the smart building and energy efficiency standard SFS-EN 15232. The power supply technology and the functionality of the distributed system were tested in an automation laboratory by building a fieldbus.

The result of the thesis work is the suitability of the Produal and Bithouse I/O devices for a long-wired distributed system and a better picture of the need for power supply bus segmentation at certain distances and load situations. For the Siemens Osakeyhtiö system wiring diagrams, configuration files, user-oriented optimized instructions and Excel tools for calculating start-up costs were created.