Anforderungsprofil Mess-, Steuer-, Regel- und Leittechnik1.1. Zweck und Ziel Mit diesem Dokument sollen eine einheitliche Planung und ein wirtschaftlicher Betrieb der Mess-, Steuer-,

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Fachthema: Mess-, Steuer-, Regel- und Leittechnik Arbeitsanweisung Gültig ab: TT.MM.JJJJ Review: TT.MM.JJJJ Seite 1/17

DMS-ID 00000000 / Version 0.8 / Status: In Arbeit / Vertraulichkeit: Öffentlich / Autor: Jürg Bläuer (IM-BW-KUP)

Anforderungsprofil Mess-, Steuer-, Regel- und Leittechnik

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Inhalt

1. EINLEITUNG ............................................................................................................ 3

1.1. Zweck und Ziel .......................................................................................................... 3

1.2. Geltungsbereich ........................................................................................................ 3

1.3. Ergänzende Informationen ........................................................................................ 3

1.4. Abgrenzung .............................................................................................................. 3

2. Grundlagen .............................................................................................................. 4

2.1. Gebäudeautomation.................................................................................................. 4

2.1.1. Aufgaben .................................................................................................................. 4

2.1.2. Anwendungsbereich.................................................................................................. 4

2.2. Erfolgsfaktoren .......................................................................................................... 4

3. Vorgaben Studie (SIA-Teilphasen 21 & 22) ........................................................... 5

4. Vorgaben Vorprojekt (SIA-Teilphase 33) ............................................................... 5

5. Vorgaben Bauprojekt und Errichtung (SIA-Teilphasen 32-53) ............................. 6

5.1. Anforderungen an das Gebäudeleitsystem ............................................................... 6

5.2. Anforderungen an Messungen / Messgeräte ............................................................. 6

5.3. Anforderungen an die Nummerierung der Anlagen ................................................... 7

5.4. Technische Anforderungen an die Schaltgerätekombination ..................................... 7

5.4.1. Bedienung und Signalisierung ................................................................................... 7

5.4.2. Hauptschalter / Anlageschalter ................................................................................. 7

5.4.3. Handbedienung / Vorortbedienung / Notbedienung ................................................... 7

5.4.4. Verdrahtung .............................................................................................................. 8

5.4.5. Kabelanschluss – Klemmen ...................................................................................... 9

5.4.6. Türinnenseite ............................................................................................................ 9

5.4.7. Materialpräferenzen .................................................................................................. 9

5.4.8. Programmierung ....................................................................................................... 9

5.4.9. Schema ..................................................................................................................... 9

5.5. Funktionale Anforderungen an die Schaltgerätekombination ................................... 10

5.5.1. Übergeordnete Anforderungen an die MSR- und Prozessebene ............................. 10

5.5.2. Anforderung an die Leitebene ................................................................................. 12

5.5.3. Anforderungen an die Vernetzung Leitebene – MSR-Ebene ................................... 12

5.5.4. Anforderungen an die MSR-Ebene (Unterstationen, SGK) ...................................... 12

5.5.5. Schnittstelle Prozessebene zu MSR-Ebene ............................................................ 13

5.5.6. Anforderungen an die Bedienung ............................................................................ 13

5.5.7. Anforderungen an die Alarmierung .......................................................................... 13

5.6. Anforderungen an die Visualisierung ....................................................................... 15

5.7. Kommunikations- und Migrationsebene .................................................................. 15

5.8. Anforderungen an die Abgabedokumentation ......................................................... 15

6. Anhang 1: Glossar ................................................................................................ 16

7. Änderungsverzeichnis .......................................................................................... 17

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1. EINLEITUNG

Gebäudetechnische Anlagen benötigen immer ein gewisses Mass an Mess-, Steuer- und Regeltechnik. Bei

grösseren komplexen Projekten wird im Normalfall zusätzlich eine Leittechnik (Gebäudeleitsystem) einge-

setzt. Die Gebäudeautomation (GA) ist die Gesamtheit der Einrichtungen zur automatischen Überwachung,

Steuerung, Regelung, Bedienung und Betriebsoptimierung aller gebäudetechnischen Anlagen. Eine konse-

quente Planung der Mess-, Steuer-, Regel- und Leittechnik (MSRL) respektive der Gebäudeautomation ab

Projektstart, kann einen entscheidenden Beitrag zur Betriebskostensenkung und Energieverbrauchsoptimie-

rung leisten.

1.1. Zweck und Ziel

Mit diesem Dokument sollen eine einheitliche Planung und ein wirtschaftlicher Betrieb der Mess-, Steuer-,

Regel- und Leittechnik sowie der Datenübertragung / -weiterverarbeitung erreicht werden. Darunter fallen:

Festlegen von Art, Umfang und Ausstattung der Gebäudeautomation

Aufzeigen von kostenoptimalen Lösungen für die verschiedenen hierarchischen Ebenen

der Gebäudeautomation. Die Flexibilität muss der Struktur der Gebäude angepasst werden.

Abgrenzung der Aufgaben und Verantwortungsbereiche für die Planung und Ausführung

Vorgabe für häufig wiederkehrende Funktionen, wie Grundschaltungen für Motoren, Überwachun-

gen, Brandschaltungen, Alarmierungen etc., zur Erreichung einer einheitlichen Ausführung.

Definieren eines einheitlichen Vorgehens in Bezug auf:

o Energiemesskonzept / Adressierung der Datenpunkte / Bedienung der Anlagen

o Aufbau und Ausrüstung der MSR-Schaltgeräte-Kombinationen

1.2. Geltungsbereich

Das vorliegende Dokument ist eine Vorgabe für die Planung von Mess-, Steuer-, Regel- und Leittechnik bei

Neubauten oder Totalersatz von Anlagen in Anlageobjekten (AO), Bahnproduktionsgebäuden (BP) und

Bahnhöfe (BHF). Ab wann es sich um einen Totalersatz handelt muss im Projektteam individuell entschie-

den werden, insbesondere bei Bahnhöfen die am gleichen System angebunden sind. Es enthält übergeord-

nete Anforderungen und Vorgaben, welche dem Projektteam einen gewissen Spielraum für objektspezifi-

sche Optimierungen ermöglichen. Der Nutzen und die Kosten von Optimierungen sind durch die Fachplaner

der SBB aufzuzeigen. Abweichungen von Vorgaben aus diesem Dokument sind mit dem SBB Projektleiter

Betrieb zu regeln und entsprechend zu protokollieren.

1.3. Ergänzende Informationen

Zusätzlich zum vorliegenden Dokument gelten die nachfolgenden Vorgabedokumente in der jeweils aktuells-

ten Version (nicht abschliessend):

QS / DMS-Nr. Anforderungsprofil Gebäudeleitsystem_BACnet AO & BP

QS / DMS-Nr. Anforderungsprofil Gebäudeleitsystem Bahnhöfe (wird noch erstellt)

QS / DMS-Nr. Richtlinie für Raum- und Anlagenummerierung in Anlageobjekten

Nummerierungskonzept Haustechnik Bahnhöfe (wird noch überarbeitet).

QS / DMS-Nr. Vorgaben zur Beschriftung von Elektroanlagen (wird noch überarbeitet)

IM-70006 Konzept Abgabedokumentation (HLKSE und GA)

IM-70008 Grundlage für die Erstellung des Messkonzepts für Energie und Medien

QS / DMS-Nr. Vorlage Zählerliste (wird noch überarbeitet)

1.4. Abgrenzung

Das vorliegende Dokument definiert nur die Anforderungen von Seiten Nutzung und Betrieb an die Mess-,

Steuer-, Regel- und Leittechnik. Die Anforderungen aus gesetzlichen Vorschriften, anerkannten Normen,

Richtlinien und Empfehlungen wie SIA, SWKI, NIV, etc. werden bewusst nicht aufgeführt und gelten überge-

ordnet. Widersprüche zum vorliegenden Dokument sind mit dem SBB Projektleiter Betrieb zu klären und zu

protokollieren.

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2. Grundlagen

2.1. Gebäudeautomation

In Objekten mit komplexen Anlagen oder Prozessen wird die Gebäudeautomation zur Anlagen übergreifen-

den Vernetzung von Funktionen aus den Bereichen Heizung, Lüftung, Klima, Kälte, Sanitär, Elektro, Be-

leuchtung, Sicherheit und Raumautomation eingesetzt. Ob ein Gebäudeleitsystem bei kleineren Objekten

mit weniger komplexen Anlagen oder Prozessen Sinn macht, ist durch das SBB Projektteam zu prüfen. Ziel

ist ein Gebäude mit einem optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnis, bei welchem die Lebenszykluskosten auf-

grund der zu erwartenden Erträge (Miete / Verkauf) gerechtfertigt sind. Der Entscheid obliegt dem SBB Pro-

jektteam und ist mit dem operativen SBB Facility Management abzustimmen und zu begründen.

2.1.1. Aufgaben

Die Aufgaben der Gebäudeautomation bestehen u.a. im Führen und Überwachen von betriebstechnischen

Anlagen (BTA). Dabei bleibt die Selbständigkeit der einzelnen BTA hinsichtlich ihrer Funktion erhalten. Die

Gebäudeautomation kann im Einzelnen folgende Aufgaben übernehmen oder unterstützen:

Anlagenautomation, Steuerung und Regelung

Betriebskontrolle / -analyse / -führung

Archivierung von Betriebsdaten

Energiemanagement / Anlagen-Optimierung

Die einzelnen Aufgaben sind bei Projektstart zu besprechen und durch das Projektteam festzulegen.

2.1.2. Anwendungsbereich

In grossen Gebäuden und Gebäudekomplexen mit umfangreicheren und komplexen betriebstechnischen

Anlagen wird zur Unterstützung der Bediener zusätzlich eine Managementebene eingesetzt. In kleinen Ob-

jekten kann sich das System auf die Automatisierungsebene mit einem WEB-Server beschränken. Ein Aus-

bau oder eine spätere Aufschaltung auf eine Managementebene muss jederzeit und ohne grosse Kostenfol-

gen möglich sein.

2.2. Erfolgsfaktoren

Folgende Faktoren sind entscheidend für eine erfolgreiche Planung und Realisierung der Gebäudeautomati-

on:

Frühzeitiger Einbezug eines ausgewiesenen Gebäudeautomationsplaners (ab Vorprojekt), welcher

die Anforderungen an das MSRL mit den HLKSE-Planer abgleicht (siehe z.B. www.mega-planer.ch)

Einbezug aller Beteiligten (Nutzer, Betrieb etc.) um die MSRL-Technik bedürfnisgerecht zu gestalten

Definition der Prozesse hinsichtlich Betrieb, Wartung und Alarmierung gemäss Betriebskonzept

Klare Vorgaben betreffend Funktionalitäten der einzelnen Hierarchieebenen

Realisierung des Sinnvollen nicht des Machbaren

Klare, einfache Systemstrukturen unter Einsatz von Standard-Technologien und -Modulen

Umsetzung von Anforderungen der IT-Sicherheit für Fernzugriffe

Einheitliche Fabrikate von Feldgeräten über alle Sparten (HLKS/GA) pro Projekt

(z.B. Frequenzumformer, Pumpen, Ventile und Antriebe, Fühler)

Transparenz von komplexen Anlagenteilen je nach individueller Beurteilung

Grundsatz:

Die Aufschaltung der Hardware und der virtuellen Datenpunkte soll in einem optimalen Kosten-Nutzen-

Verhältnis stehen. Massgeben für die Beurteilung des Kosten-Nutzen-Verhältnis sind immer die Lebenszyk-

luskosten.

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3. Vorgaben Studie (SIA-Teilphasen 21 & 22)

Ohne gegenteiligen Entscheid des SBB Projektteam ist ein Gebäudeleitsystem (GLS) auf Basis BACnet für

AO / BP und ModbusTCP für BHF sowie ein Energiemanagementsystem (z.B. e3m, credit360, Aufschaltung

auf GLS, etc.) für sämtliche Energiedaten vorzusehen und einzukalkulieren.

4. Vorgaben Vorprojekt (SIA-Teilphase 33)

Bei Projekten mit Gebäudeautomation sind folgende Vorgaben bei der Planung und Kostenermittlung im

Vorprojekt zu beachten:

Allgemeines

Kommunikation erfolgt via BACnet (AO, BP) oder ModbusTCP (BHF) (kein proprietäres System)

Grundausbau darf nicht von Mieterausbau abhängig sein

o Abhängigkeit Mieterausbau von Grundausbau soviel wie nötig / sowenig wie möglich

o Örtliche Trennung Vermieter / Mieteranlagen (Mieter-Controller/Raumbox auf Mietfläche)

Bedienung

Zentrale Bedienung in Hauswartraum / technischem Büro

o Server, PC mit Bildschirm und Drucker

o Backup der Daten auf einer separater Festplatte (inkl. Backup)

Anschlussmöglichkeit für ein Notebook am Schaltschrank (kein Displays)

Dezentrale Bedienung via Fernzugriff (remote via Internet oder SBB Datennetz)

Zentrale Zeitschaltuhr (mit ausreichend Kanälen) zur Bedienungen der wichtigsten Funktionen

o Auch für Elektroanlagen: Licht ein/aus, Öffnungszeiten Garagentor, Storen auf/ab, etc.

Visualisierung / Aufzeichnung

Explorer Struktur mit Text- und Parameterfelder für alle Anlagen

Visualisierung der wichtigen HLKS-Anlagen gemäss Prinzip-Schema (Darstellung wie gebaut)

Aufzeichnung aller Störungsmeldungen / Auswertung pro Anlage

Aufzeichnung aller relevanten Raum- / Klima- und Anlagemesswerte (Entscheid pro Projekt)

o Aussen-, Vorlauf-, Rücklauftemperaturen, Befeuchtung, etc.

Alarmmeldung

Alarmmeldungen von allen wichtigen HLKS- und Elektroanlagen (Überspannungsschutz, Tore, etc.)

Alarmketten mit paralleler Alarmierung auf Email, SMS und Telefon (Pager)

Automatisches weiterleiten von Alarmen an nächsten Pikett-MA sofern Alarm nicht gelesen

Möglichkeit zur Priorisierung der Alarme nach Anlage und Zeitpunkt (z.B. Tag / Nacht)

Alarm bei Ausfall des GA Servers und der Controller (Watchdog)

Energiemessungen / -management

Aufschaltung aller Energiezähler auf Bussystem (M-Bus)

Aufschaltung aller Zähler auf ein Energiemanagement System oder GLS je nach Projekt

o Systementscheid je nach Portfolio und Projektgrösse (e3m, credit360, GLS, etc.)

Für die Regulierung der Anlagen wird ein analoges Energie- und Mediensignal benötigt

Einplanen von mindestens 1 Zähler pro Medium und Mietfläche

o Strom, Wärme, Kälte, Brauchwarmwasser, Kaltwasser, etc.

o Möglichkeit für zusätzliche Unterzähler der Mieter (Büro / DL / Retail / Gastro)

Separate Zähler in Allgemeinflächen nach Anforderungen der Betriebsoptimierung und Nebenkos-

tenabrechnung

o Parking separat (Wasser / Strom)

o Treppenhäuser wenn sinnvoll pro Kern separat (Strom)

o Aussenraum separat (Wasser / Strom)

Details zu den Anforderungen können den nachfolgenden Kapiteln resp. den ergänzenden Informationen

(siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen) entnommen werden.

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5. Vorgaben Bauprojekt und Errichtung (SIA-Teilphasen 32-53)

Die nachfolgenden Kapitel beschreiben die Anforderungen an die Gebäudeautomation und Kommunikation

sowie der aufgeschalteten Anlagen aus Sicht Gebäudeleitsystem (GLS). Die beschriebenen Vorgaben die-

nen zur Vereinheitlichung. Dies hat wesentliche Vorteile für den Betrieb und die Wartung/Unterhalt der Anla-

gen. Insbesondere die Kapitel 5.2, 5.3, 5.4, 5.5 und 5.8 sind auch für Projekte relevant, bei denen auf ein

Gebäudeleitsystem verzichtet wird. Informationen, welche auch für andere Fachbereiche relevant sind oder

welche nicht bei jedem Projekt nötig sind, werden in separaten Dokumenten beschrieben (siehe Kapitel 1.3

Ergänzende Informationen). In den einzelnen Kapiteln wird jeweils auf das entsprechende Dokument ver-

wiesen.

5.1. Anforderungen an das Gebäudeleitsystem

Die Anforderung an das Gebäudeleitsystem werden in den Anforderungsprofilen Gebäudeleitsystem pro

Portfolio beschrieben (siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen). Die GA-Topologie bei AO und BP Pro-

jekten unterscheidet ab der Automations- / MSR-ebene von der GA-Topologie bei BHF-Projekten. Aus die-

sem Grund, gibt es auch in den nachfolgenden Kapiteln einige Portfolio spezifische Anforderungen, welche

bei der Planung und Umsetzung der Mess-, Steuer- und Regeltechnik zu beachten sind.

Abbildung 1: Topologie-Unterschiede zwischen AO / BP- und BHF

5.2. Anforderungen an Messungen / Messgeräte

Die Anforderungen an das Messkonzept werden im Regelwerk „IM-70008 Grundlage für die Erstellung des

Messkonzepts für Energie und Medien“ beschrieben (siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen). Je nach

Portfolio (Anlageobjekte, Bahnproduktion, Bahnhöfe) und Grösse des Projekts werden die Zähler auf ein

Energiemanagementsystem (z.B. e3m, credit 360) oder auf das Gebäudeleitsystem aufgeschaltet. Der Ent-

scheid obliegt dem SBB Projektleiter Betrieb in Absprache mit dem operativen SBB Facility Management

und ist zu begründen.

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5.3. Anforderungen an die Nummerierung der Anlagen

Die Anforderung an die Nummerierung der Anlagen sind den separaten Dokumenten zu entnehmen (je nach

Portfolio), zudem gilt das Dokument „Vorgaben zur Beschriftung von Elektroanlagen“ (siehe Kapitel 1.3 Er-

gänzende Informationen).

5.4. Technische Anforderungen an die Schaltgerätekombination

Nachfolgend werden die technischen Anforderungen an die Schaltgerätekombination (SGK) definiert. Allfäl-

lige Abweichungen zu den unter „5 Geltende Vorschriften, Richtlinien und Normen“ aufgeführten Dokumen-

ten müssen zwingend berücksichtigt werden.

5.4.1. Bedienung und Signalisierung

Die Anforderungen an die Bedienung und Signalisierung werden in den Anforderungsprofilen Gebäudeleit-

system pro Portfolio beschrieben (siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen).

5.4.2. Hauptschalter / Anlageschalter

Anlage- / Bahnproduktionsobjekte

Der Hauptschalter ist immer auf der Seite der SGK zu montieren. Auf welcher Seite wird je nach

Aufstellungsort entschieden, so dass mehrere SGK nebeneinander aufgestellt werden können.

Auf einen mechanischen Anlagenschalter wird verzichtet. Die Anlagen müssen nicht einzeln via An-

lageschalter stromlos geschaltet werden können. Das Ausschalten bestimmter Anlagenteilen kann

entweder über den Sicherheitsschalter (vor Ort), via Webapplikation (Leitebene) oder über die Über-

stromschutzeinrichtung erfolgen.

Bahnhofsobjekte

Der Hauptschalter immer in der Türe der SGK zu montieren.

Mechanischen Anlagenschalter sind vorzusehen. Das Ausschalten bestimmter Anlagenteilen kann

entweder über den Sicherheitsschalter (vor Ort), via Leitebene oder über die Überstromschutzein-

richtung erfolgen.

5.4.3. Handbedienung / Vorortbedienung / Notbedienung

Grundsätzlich soll eine Notbedienung vorgesehen werden. Diese soll direkt auf den Signalbaugruppen oder

via Handbedienmodule realisiert werden (Beispiele Abbildung 1; Handbedienmodule). Bei der Notbedienung

wird davon ausgegangen, dass diese nur von Personal mit dem nötigen technischen und prozessspezifi-

schen Wissen bedient werden. Weiter soll die Notbedienung auch ohne Software auf der SPS möglich sein.

Abbildung 2: Handbedienmodule

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Der Fronteinbau beschränkt sich bei AO und BP auf folgende Positionen pro Schaltgerätekombination:

Aufgabe Art / Farbe Beschreibung

Betriebsmeldung Meldelampe

grün

„Betrieb“: Sobald Anlage in Betrieb ist leuchtet diese Lampe grün. Aus-

gang wird durch SPS gesteuert.

Lampentest Drucktaster „Lampentest“: Test der Meldelampen „Betrieb“ und „Störung“. Muss

ohne SPS funktionieren.

Rückstellung /

Quittierung

Drucktaster „Anlagen Rückstellung“:

Anlagen, die nach einer sicherheitsrelevanten Störung hard-

und/oder softwaremässig verriegelt sind, werden entriegelt, sofern

die Störung behoben ist.

Anlagen, die im Anlagezustand Brand sind, werden entriegelt, so-

fern die Freigabe von der Brandschutzzentrale erfolgt ist.

Anlagen, die im Anlagezustand Frost sind, werden entriegelt, so-

fern die Freigabe vom Frostschutzwächter erfolgt ist.

Störungsmeldung Meldelampe

rot

Störungsmeldung

Brand Meldelampe Störungsmeldung Brandalarm

Abbildung 3: Beispiel Schaltschrank AO / BP Projekte: SGK mit Hauptschalter und Taster/Lampen in Front

Bei Bahnhofsprojekten gelten folgende gelten folgende Beschriftungen:

Aufgabe / Beschriftung*: Farbe (Kalotte bzw. LED):

Quittierung Nullspannung

Lampen-/ Betriebskontrolle

nicht Auto

Quittierung Sammelstörung

Alarmunterdrückung

Alarmunterdrückung aktiv

Quittierung Brandalarm (je Anlage)

Betrieb (je Anlage) Quittierung Sammelstörung (je Anlage)

Leuchtdrucktaster blau

Leuchtdrucktaster weiss

Leuchte gelb

Leuchtdrucktaster rot

Wahlschalter in SGK (Feld SPS)

Leuchte gelb

Leuchtdrucktaster rot

Leuchte grün Leuchtdrucktaster rot

*Die genaue Anordnung wird vom operativen SBB Facility Management Bahnhofsspezifisch vorgegeben.

5.4.4. Verdrahtung

Für Anschlüsse an die Automationsstation kann der Minimalquerschnitt auf 1 mm2 reduziert werden. Sämtli-

che Verdrahtungen müssen mit Lizen ausgeführt werden.

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5.4.5. Kabelanschluss – Klemmen

Es sollen Zugfedernanschluss-Klemmen oder Push-In-Anschluss-Klemmen (PIT) verwendet werden. Bei

Verwendung von PIT ist der Gebrauch von Aderendhülsen zwingend. Für Feldsignale von Fühlern müssen

Messtrennklemmen eingesetzt werden.

5.4.6. Türinnenseite

Es soll pro SGK eine klappbare Halterung für ein Service-Notebook eingebaut werden. Eine Steckdose soll

in der Nähe der Notebook-Halterung vorhanden sein. Zudem soll eine grosse Schematasche für mindestens

Format A3 und 7 cm Tiefe montiert werden

5.4.7. Materialpräferenzen

Die Materialpräferenzen sind pro Portfolio (Anlageobjekte, Bahnhöfe, Bahnproduktion) unterschiedlich und

müssen anhand der jeweiligen Vorgaben (z.B. SBB Immobilien AO Fabrikatenliste Submission) umgesetzt

werden.

5.4.8. Programmierung

Die Programmierung und Parametrierung umfasst alle Leistungen, welche für die Erstellung der betriebsbe-

reiten und funktionstüchtigen MSR (L) – Anlage notwendig sind. Insbesondere gehört dazu:

Parametrierung der Hardware und Software

Programmierung der Funktionen

Testen der Softwarefunktion vor der Lieferung auf die Baustelle

Erstellen der Steuerungs- und Regelungsprogramme

Parametrieren der eingekauften Apparate, so zum Beispiel Switch

Dokumentation der Software-Programme

Einbinden der verschiedenen Bussystem mit deren Komponenten

Erstellen der verschiedenen Web-Bilder (Anlage, Zustände, Alarm, Parameter, Trend etc.) für die

verschiedenen Anzeigegeräte (Service-Notebook)

Die Werkzeuge (System-Software, Treiber, Entwicklungs- und Projektierungs-Software) und die notwendi-

gen Programmunterlagen, sowie die Lizenzen dazu, sind ein Bestandteil der Lieferung. Die Vorgaben zum

Netzwerkprotokoll (BACnet oder Modbus) werden in den Anforderungsprofilen Gebäudeleitsystem pro Port-

folio beschrieben (siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen) .

Bei AO/BP Projekten, d.h. beim Netzwerkprotokoll BACnet gilt:

Die Geräte müssen BTL (BACnet Test Laboratory) zertifiziert sein

Die PICS (oder EPICS) und die BIBB-Liste muss beigelegt werden

Die Automationsstation ist in Funktionsbaustein-Sprache (FUP) und / oder AWL zu programmieren. Die

Software ist auf Programmcode-Ebene mit Kommentar auszustatten (für Dritte verständlichen). Sollte dies

nicht ausreichend sein, behält sich der Fachplaner vor, eine spezielle Dokumentation für das Programm zu

verlangen. Mit einem Programmiergerät sollen Software-Änderungen in den Unterstationen und der Visuali-

sierung vorgenommen werden können.

5.4.9. Schema

Pro Schaltgerätekombination, Verteilung und Unterstation ist ein Stromlaufschema zu erstellen. Die Sche-

mata für die gesamte Anlage sind nach dem Wirkschaltplan im A4-Quer-Format zu zeichnen. Der Wirkungs-

zusammenhang und Funktion soll sichtbar sein, zu diesem Zweck soll möglichst Hauptstrom und Steuer-

strom einer Funktion auf einem Blatt dargestellt werden.

Die Strompfade sind fortlaufend, pro Blatt von 0….9, zu nummerieren und die Apparate mit Buchstaben ent-

sprechend EN 81346-1/-2, sowie entsprechend dem Strompfad, zu bezeichnen. Die Klemmen von Schüt-

zen, Relais und übrigen Apparatekontakten, müssen bezeichnet werden.

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Absicherungen und Anzahl Adern der Abgänge, sind vollständig anzugeben. Die erforderlichen Querver-

weise sind anzugeben. Der Bauherr behält sich vor, zusätzliche Steuerungen und Sicherungsabgänge in

das Schema aufnehmen zu lassen.

Die Elektroschemata sind eine angemessene Zeit vor Beginn der Ausführung der Anlage, dem beauftragten

Fachplaner zur Genehmigung vorzulegen. Hier geht es nebst dem Inhalt auch um den Aufbau und die Dar-

stellung der Schemata. Dies entbindet den Unternehmer nicht, von der Verantwortung für die Richtigkeit der

Schemata. Bei Versäumnis dieser Vernehmlassung, trägt der Lieferant allfällige Kosten für erforderliche

Änderungen.

Nach Inbetriebnahme der Anlage sind sämtliche Änderungen und Ergänzungen mit der entsprechenden

Revisionsbezeichnung in den Schemata nachzutragen. Die Schemata sind, ausser bei spezieller Regelung,

wie zum Beispiel in [OR01] geregelt, abzuliefern. Die Schemata sind zusätzlich auf Datenträger im Daten-

format „PDF“ und in editierbarer Form abzugeben. Ein Elektro-Schema umfasst im Minimum:

Titelblatt mit Revisionsangaben, Auftragsnummer, Anlagekennzeichnung

Inhaltsverzeichnis

Grundsymbole Elektro-, Heizung-, Klima-, und Sanitär.

Prinzipdarstellung zum Beispiel Lüftungsanlage, Einpolschema, Bussystem

auch separates Dokument möglich

Schranklayout auch separates Dokument möglich

Verdrahtungsrichtlinien (Leiterfarben, Querschnitte, BMK-Bezeichnungssystem)

Stromlaufplan in zusammenhängender Darstellung

Klemmenplan (für Anschluss der Feldverkabelung)

Stückliste (für Bestellung von Ersatzteilen) auch separates Dokument möglich

I / O Belegung (falls SPS vorhanden ist)

5.5. Funktionale Anforderungen an die Schaltgerätekombination

Folgend werden drei Ebenen definiert und anschliessend die Anforderungen an diese beschrieben.

Ebene Beschreibung Beinhaltet im Allgemeinen

Leitebene Die Leitebene gilt als oberste Ebene. Hier wird das

gesamte Objekt beobachtet und bedient.

Leitzentrale, NAS, Engineering

Station

MSR-Ebene1 Auf der MSR-Ebene werden die Befehle der Leit-

ebene und Rückmeldungen der Prozessebene

verarbeitet und die Anlagen in die richtigen Zustän-

de gefahren. Die SPS muss autonom funktionieren

(ohne Leitebene).

MSR-SPS, SGK: L-Zentrale,

H-Zentrale, S-Zentrale, HV-

Zentrale, ..

Prozessebene Die Prozessebene beinhaltet alle Sensoren und

Aktoren des Objektes.

Fühler, Taster, Motoren, Pum-

pen, Lüfter, ..

5.5.1. Übergeordnete Anforderungen an die MSR- und Prozessebene

Allgemein

Die Programmsicherung von Softwareprogrammen jeglicher Art auf ein Backupsystem ist sicherzustellen.

Die Parametrierung der Anlage muss durch den Anlagebetreiber selbstständig ausgeführt werden können.

Die notwendigen Werkzeuge und Dokumentationen gehören zum Lieferumfang. Sämtliche Lizenzen, Pro-

gramme, Programmiertools, etc. gehören zum Lieferumfang.

1 Beim Portfolio Bahnhöfe ist eine Aufschaltung von elektro- oder sicherheitsrelevanten Anlagen (z.B. BMA,

Lift, etc.) auf das Leit- und Störmeldesystem Schweiz (LSS) mit dem Projektleiter Betrieb und dem operati-

ven Facility Management zu prüfen.

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Erfassen der ausserordentlichen Betriebszustände

Um den Unterhalt zu vereinfachen resp. die Verfügbarkeit der Anlage möglichst hoch zu halten, sind die

ausserordentlichen Betriebszustände in geeigneter Form zu erfassen und zu signalisieren. Sämtliche Schal-

ter sind zu überwachen. Die Ereignisse sind zu protokollieren und für eine Nachverfolgbarkeit zu archivieren.

Verfügbarkeit der Anlage

Um den Unternehmer in der Lösungsanbietung nicht zu stark einzuschränken, wird der Begriff der Verfüg-

barkeit hier eingeführt und definiert. Zusätzlich zu diesen Angaben ist die benötigte Verfügbarkeit und Re-

dundanz projektspezifische zu besprechen und zu definieren.

Die Produkte sind so zu wählen und die Ausführung ist so zu erstellen, dass eine möglichst hohe Verfügbar-

keit der Anlage erreicht wird. Die Verfügbarkeit ist während 24 Stunden an 7 Tagen in der Woche und über

das ganze Jahr sicherzustellen.

Definition

Die Verfügbarkeit des Gesamtsystems respektive von Teilsystemen wird wie folgt berechnet:

𝑉𝑒𝑟𝑓𝑢𝑒𝑔𝑏𝑎𝑟𝑘𝑒𝑖𝑡 (%) = (𝐵𝑒𝑛𝑢𝑡𝑧𝑢𝑛𝑔𝑠𝑧𝑒𝑖𝑡 − 𝐴𝑢𝑠𝑓𝑎𝑙𝑙𝑧𝑒𝑖𝑡) × 100

𝐵𝑒𝑛𝑢𝑡𝑧𝑢𝑛𝑔𝑠𝑧𝑒𝑖𝑡 − 𝑊𝑎𝑟𝑡𝑒𝑧𝑒𝑢𝑡

Benutzungszeit: Als Benutzungszeit wird die Zeit betrachtet, während der das System für produktive

Zwecke benutzt wird. Sie beträgt 24 Stunden pro Tag über das ganze Jahr.

Ausfallzeit: Als Ausfallzeit gilt die Zeit vom Eintreten der Störung, bis zur Aufnahme des

Normalbetriebes.

Wartezeit: Die Wartezeit ist die Zeit zwischen dem Störungseintritt und der Entgegennahme der

Störungsmeldung beim Lieferanten.

Kein Ausfall: Nicht als Ausfall gelten:

- geplante Wartung

- Nichtverfügbarkeit in folge nichteinhalten der Anforderungen an die Umgebung

und

- Stromversorgung, sowie höhere Gewalt. Die Beweispflicht liegt beim Lieferanten.

Leistungen

Alle System-Hardwareteile sind industrietauglich und diesbezüglich qualitätsgeprüft.

Verfügbarkeit

Die Konzepte sind so festzulegen, dass ein Ausfall von einzelnen Komponenten nicht zum Ausfall des Ge-

samt-Systems, resp. Sub-Systems führt.

Sicherheitsschalter Antriebe mit offenen drehenden Systemteilen, müssen mit einem Sicherheitsschalter gemäss aktuellen

SUVA-Vorschriften, direkt beim Antrieb ausgerüstet werden (Ventilatoren, Sockelpumpen usw.). Die Sicher-

heitsschalter von Ventilatoren sind ausserhalb der Monobloc-Geräte zu montieren. Bei Aussenaufstellung

muss der Schalter entsprechend vor der Witterung geschützt sein.

Notbedienung

Um eine Vorort- Bedienebene für die für den Betrieb wichtigsten Komponenten (Motoren, Ventile, Klappen)

zu erstellen, müssen für die Digitalen Ausgänge spezielle Relais eingesetzt werden (HW-Module). Bei die-

sen Relais sollen mit einem 3-Stufen DIP-Switch die Stellungen 0 / 1 / Auto vorgewählt werden können (Not-

Bedienung). Wichtige Sollwerte müssen Vorort ebenfalls übersteuert werden können. Dies könnte man

durch spezielle Koppelbausteine erreichen.

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Eigendiagnostik

Die eingesetzten Geräte, Komponenten oder Subsysteme, welche für den Betrieb von grösserer Bedeutung

sind (SPS-Input/Output, Einzelregler, FU’s, Leitungs- & Motorenschutzschalter etc.), müssen über eine Ei-

gendiagnostik verfügen. Diese müssen:

Fehler erkennen

Fehler anzeigen

Fehler melden Alarmierung

Dank dieser Eigendiagnostik, können unerwünschte Zustände der Anlage genauer erfasst werden und in der

Regel schneller behoben werden.

Netzausfall und Netzwiederkehrverhalten

Bei Netzausfall darf kein Programm- und Datenverlust entstehen. Dies trifft auch auf die aktuellsten Einstel-

lungen zu (save configuration). Bei Wiederkehr des Netzes erfolgt ein geordnetes und selbstständiges Ein-

schalten der verschiedenen Systeme. Sie können die Arbeit ohne Informationsverlust und ohne manuellen

Eingriff des Bedieners wieder aufnehmen.

Zeitfolgerichtiges Melden

Bei Störungen ist sicherzustellen, dass die Reihenfolge der Meldungen der Störungen mit den tatsächlichen

Gegebenheiten (Auftreten der Störungen) übereinstimmen.

Zeitsynchronisation innerhalb eines Gebäudes

Die verschiedenen Automationsstationen und Visualisierungs-Komponenten innerhalb eines Gebäudes sind

zeitlich zu synchronisieren. Die einzelnen Systeme müssen die Eigenschaft aufweisen, dass diese vom Leit-

system zeitlich synchronisiert werden können (einheitliche Zeit innerhalb des Gebäudes).

Systemuhr

Die verschiedenen Systeme sind zeitlich (Uhr, Kalender) zu synchronisieren. Die Zeit entspricht der Lokalzeit

(Sommer-, Winterzeit, Schaltjahr ist zu berücksichtigen).

5.5.2. Anforderung an die Leitebene

Die Anforderungen an die Leitebenen werden in den Anforderungsprofilen Gebäudeleitsystem pro Portfolio

beschrieben (siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen).

5.5.3. Anforderungen an die Vernetzung Leitebene – MSR-Ebene

Als Verbindung zwischen der Leitebene und der MSR-Ebene ist der Ethernet TCP/IP-Bus definiert. Dieser

bildet auch das Rückgrat für einen allfälligen späteren Ausbau der Anlage. Lichtwellenleitern sind gemäss

Ethernet-Norm einzuplanen. Die Busverantwortung liegt beim MSRL-Unternehmer.

5.5.4. Anforderungen an die MSR-Ebene (Unterstationen, SGK)

Pro HLKS-Raum ist eine SPS-basierende Schaltgerätekombination vorzusehen.

Für die MSR-Ebene sind Unterstationen und Schaltgerätekombinationen mit Automationsstationen einzuset-

zen, welche nach IEC 61131 zu programmieren sind.

Es sind Automationsstationen einzusetzen, welche direkt einen Web-Server integriert haben. Somit kann der

Technische Dienst mit einem Notebook oder dergleichen direkt auf diese Stationen zugreifen. Die entspre-

chende Web-Applikation gehört zum Lieferumfang des Lieferanten (nur sofern kein Leitsystem vorhanden).

Mit der Web-Applikation muss das Bedienen und Beobachten der Anlage sichergestellt sein.

Die Parametrierung der Unterstationen und der Schaltgerätekombination muss durch den Anlagebetreiber

selbstständig ausgeführt werden können. Die Werkzeuge und die notwendigen Programmunterlagen sowie

die Lizenzen dazu, sind ein Bestandteil der Lieferung.

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Sämtliche Funktionen müssen dokumentiert sein, Standardfunktionen müssen als Funktionsbaustein zur

Verfügung gestellt werden. Jedem Datenpunkt muss ein Informationstext sowie Zustandsinformationen mit

mindesten 64 Zeichen zugeordnet werden können. Im Weiteren müssen bei jedem Switch noch 2 freie

Ethernet-Anschlüsse (RJ-45) für allfällige Erweiterungen und Reserve vorhanden sein. Um sicherzustellen,

dass bei Netzausfall keine Programmteile verloren gehen, sind (E)EPROM oder dergleichen zu verwenden.

Bei den digitalen Modulen (Eingang/Ausgang) der Automationsstationen ist der Zustand der einzelnen Kanä-

le mit einer LED zu signalisieren. Jeder analoge Kanal muss mindestens eine Auflösung von 11Bit aufwei-

sen. Die Potentialtrennung zwischen den einzelnen Kanälen ist fallweise zu beurteilen.

5.5.5. Schnittstelle Prozessebene zu MSR-Ebene

In den HLKS-Schaltgerätekombination(en) sind Durchgangsklemmen als Schnittstelle vorzusehen.

Für den seriellen Datenaustausch zwischen der Prozessebene (inklusive deren Subsysteme) und der MSR-

Ebene ist ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll und standardisiertes Datenformat einzusetzen. Die-

se Standards entsprechen einer Norm oder sind Defakto-Standards (offengelegtes Protokoll). Wie zum Bei-

spiel Profibus DP, KNX, BACnet, TCP/IP etc.. Bussysteme und Protokolle, bei denen eine grosse Hersteller-

abhängigkeit entsteht, sind nicht zugelassen. Grundsätzlich muss ein ereignisgesteuerter und periodischer

Datenaustausch gewährleistet sein.

Protokoll-Konverter für die Ankopplung der Sub-Systeme an das Bussystem sind nicht erlaubt. Die Feldgerä-

te sind gemäss den Bussystemen zu wählen.

Die Busverantwortung liegt beim MSRL-Unternehmer.

Sollwerte und allgemeine Funktionen, müssen via Unterstation oder Schaltgerätekombination verändert

werden können. Die Sicherheit ist jedoch durch das Sub-System sicherzustellen.

5.5.6. Anforderungen an die Bedienung

Allgemein

Grundsätzlich müssen alle Prozesse über die Leitebene via Leitzentrale bedient werden können. Zur Ver-

deutlichung der Bedienungsstruktur gelten die Vorgaben gemäss den Anforderungsprofilen Gebäudeleitsys-

tem pro Portfolio (siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen)

MSR-Ebene

In den Schaltgerätekombinationen soll eine Not-Bedienung (HW-Module) für wichtige Prozesssignale mög-

lich sein. Mit diesen können Steuerungs-Ausgänge übersteuert werden. Der Anlageschalter soll in die Leit-

ebene integriert werden. Dieser soll zwei Funktionen aufweisen:

Fern: Das Bedienen soll von der Leitzentrale respektive Service-Notebook möglich sein.

Lokal: Das Bedienen soll via Notbedienung möglich sein.

Prozess-Ebene

Für Revisionszwecke muss ein Sicherheitsschalter vorgesehen werden. Wenn dieser betätigt ist, muss eine

entsprechende Meldung auf der Leitebene erscheinen. Ist der Sicherheitsschalter aktiv, verlässt die Anlage

den normalen Betrieb und meldet dies an die Leitebene.

5.5.7. Anforderungen an die Alarmierung

Es ist anzustreben dass bereits bei den Sensoren und Aktoren, Signalisation betreffend den Zuständen vor-

handen sind.

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Löst ein Schutzorgan, wie beispielsweise Leitungsschutzschalter (LS) oder Motorschutzschalter einen Alarm

aus, ist dies direkt – via Hilfskontakt des Schutzorganes - zu erfassen. Eine Einzelauswertung in der SPS ist

zwingend.

Die Zeitstempelung der Störung ist sicherzustellen. Um eine Auswertung über das ganze Gebäude machen

zu können, ist somit eine Zeitsynchronisation aller Stockwerk-US notwendig.

Das Weiterleiten der Störungs- und Betriebsmeldungen an den Technischen Dienst gehören zum Grund-

ausbau. Diese erfolgt im Grundausbau via Leitzentrale mittels Pager, SMS, E-Mail.

Grundsatz:

Jede Systemebene und jedes Stockwerk muss soweit autonom arbeiten können, dass die zugeteilte Aufga-

be auch bei einem Funktionsausfall der übergeordneten System-Ebene oder der Kommunikation dazwi-

schen, ausgeführt werden kann. Auftretende Fehler müssen möglichst auf der untersten Ebene bereits sig-

nalisiert werden. Die Funktionsüberwachung zwischen den Ebenen muss in beide Richtungen stattfinden

(z.B. Toggelbit). Je nach Aufgabe auf MSR-Ebene ist im Störungsfall folgende Verhaltensweisen zu realisie-

ren:

Der letzte von der Leitebene vorgegebene Wert wird weiterverarbeitet

Mögliches Meldeschema:

Fehlerbehebungsaktion

auslösen

Fehler protokollieren

Fehler signalisieren


Fehler aufbereiten

Fehler aufbereiten

Fehler weiterleiten

Fehler weiterleiten


Fehler erkennen

Leitebene

• Leitzentrale

MSR-Ebene

• HLKS-SGK

• E-UV

• Gebäude-US

Prozessebene

• fehlerhaftes System

• fehlerhaftes Gerät

An nächste Ebene LZ

Zeitstempelung (100ms)

An nächste Ebene

Gebäude-US / HLKS-SGK

LED, Meldeleuchte, etc.

(Zeitstempelung)

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Quittierung:

Die Quittierung von Meldung kann auf mindestens 2 Ebenen erfolgen:

der Leitebene Leitzentrale

der MSR-Ebene Web-Applikation (Notebook)

Erfolgt das Quittieren auf irgendeiner Ebene z.B. MSR-Ebene, so erfolgt die Quittierung auf der anderen

Ebene z.B. Leitebene automatisch (ohne Einwirkung vom Bediener).

Mit dem Quittieren einer Fehler-Meldung zeigt der Benutzer dem System an, dass er den Fehler gesehen

hat. Die Fehlerbehebung hat damit noch nicht stattgefunden.

5.6. Anforderungen an die Visualisierung

Die Anforderungen an die Visualisierungen werden in den entsprechenden Anforderungsprofilen Gebäude-

leitsystem pro Portfolio beschrieben (siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen) beschreiben.

5.7. Kommunikations- und Migrationsebene

Die Gebäudebetreiber steuern heutzutage Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK) sowie Raumauto-

mation zunehmend aus der Ferne. Bahnhöfe, bei welchen das Gebäudeleitsystem Schweiz (GLS-CH) ein-

gesetzt wird, sind ins SBB-Datennetz (Intranet) eingebunden. Die SBB Immobilien baut neben Bahnhöfen

auch Anlageobjekte und Bahnproduktionsgebäude. Diese Gebäude werden unabhängig vom SBB-

Datennetz betrieben, d.h. diese Gebäude sind nicht ans GLS-CH (Intranet), sondern ans öffentliche Internet

angebunden. Die Anforderungen an die Kommunikations- und Migrationsebene werden in den Anforde-

rungsprofilen Gebäudeleitsystem pro Portfolio beschrieben (siehe Kapitel 1.3 Ergänzende Informationen).

5.8. Anforderungen an die Abgabedokumentation

Die Anforderung an die Abgabedokumentation werden im Konzept Abgabedokumentation (siehe Kapitel 1.3

Ergänzende Informationen) beschrieben.

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6. Anhang 1: Glossar

Abkürzung Erklärung

BACnet Building Automation and Control Network

BTA Betriebstechnischen Anlagen

GA Gebäudeautomation

GLT / GLS Gebäudeleittechnik / Gebäudeleitsystem

M-Bus Metering Bus (ist ein Feldbus für die Verbrauchsdatenerfassung – genorm-

ter Standard nach EN 1434-3, Protokoll IEC 870-5)

MSR / MSRL Messen, Steuern, Regeln, Leiten

SPS (PLC) Speicherprogrammierbare Steuerung (Programmable Logic Controller)

WEB Internet (World Wide Web)

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7. Änderungsverzeichnis

Version Gültig ab Kapitel Änderung

V0.6 Entwurf Alle Diverse

V0.7 Entwurf Alle 1.Überarbeitung nach Abgleich AO mit BHF

V0.8 Entwurf Alle 2.Überarbeitung nach Abgleich AO mit BHF

V0.9 Entwurf Alle 3.Überarbeitung aufgrund Inputs aus der Sitzung vom

12.12.16 mit FM STA, AO, BP und BHF

V1.1 Entwurf Alle 4.Letzte Inputs von Seiten FM AO

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Anforderungsprofil Mess-, Steuer-, Regel- und Leittechnik1.1. Zweck und Ziel Mit diesem Dokument sollen eine einheitliche Planung und ein wirtschaftlicher Betrieb der Mess-, Steuer-,