Lernfeld 9 · Prüfung Teil 2

Gebäudeautomation mit KNX

KNX-Gebäudeautomation verständlich: Busspannung, Topologie, physikalische Adresse, Gruppenadressen und Verlegung für die Gesellenprüfung.

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Darum geht es

KNX ist ein dezentrales Bussystem: Sensoren wie Taster oder Präsenzmelder senden Telegramme, Aktoren wie Schalt- oder Jalousieaktoren führen sie aus. Eine zentrale Steuerung gibt es nicht. Bei KNX TP (Twisted Pair) liefert eine Spannungsversorgung mit Drossel etwa $30 V$ Gleichspannung als SELV auf die Linie, die Datenrate beträgt $9600 bit/s$ .

Jedes Gerät hat eine eindeutige physikalische Adresse nach dem Muster Bereich.Linie.Teilnehmer, zum Beispiel 1.2.15. Sie beschreibt den Ort in der Topologie. Die Funktion legst du mit Gruppenadressen fest, die mit Schrägstrichen geschrieben werden (etwa 1/2/15). Ein Taster sendet auf eine Gruppenadresse, alle Aktoren mit dieser Adresse reagieren. Datenpunkttypen (DPT) sorgen dafür, dass Sender und Empfänger dasselbe Format verwenden, zum Beispiel 1 Bit für Schalten oder 2 Byte für eine Temperatur.

Linien werden über Linienkoppler oder KNX-IP-Router verbunden. Ein IP-Router koppelt Linien über das Ethernet, eine IP-Schnittstelle bietet dagegen nur einen Tunnelzugang für ETS oder Visualisierung. Programmiert wird alles mit der ETS. Bei KNX Data Secure gehört der Geräteschlüssel (FDSK) zur Inbetriebnahme und muss dokumentiert werden.

In der Prüfung rechnest du oft mit dem Strombudget der Spannungsversorgung, mit Leitungslängen eines Liniensegments oder mit der Bitdauer. Verlegt wird eine zugelassene Busleitung wie YCYM 2x2x0,8; das rot-schwarze Aderpaar führt den Bus, das zweite Paar bleibt Reserve.

Das solltest du dir merken

Physikalische Adresse mit Punkten beschreibt den Ort, Gruppenadresse mit Schrägstrichen beschreibt die Funktion.
Die Busspannung ist SELV, Busleitung und Netzleitung bleiben trotzdem sauber getrennt geführt.
Ein Liniensegment hat begrenzte Leitungslängen und eine begrenzte Teilnehmerzahl, prüfe beides bei der Planung.
Jedes Gerät braucht am Anschluss noch ausreichend Busspannung, sonst arbeitet der Busankoppler nicht sicher.
Zyklisch sendende Geräte sparsam einstellen, weil die Datenrate gering ist.

Formeln

Bitdauer: $t_{Bit} = \frac{1}{r}$; $t_{Bit}$ Dauer eines Bits in s, $r$ Datenrate in bit/s
Teilnehmer je Spannungsversorgung: $n_{max} = \frac{I _{SV}}{I _{TN}}$; $I_{SV}$ Bemessungsstrom der Spannungsversorgung in mA, $I_{TN}$ Stromaufnahme je Teilnehmer in mA; Ergebnis abrunden

Typische Fehler in der Prüfung

Physikalische Adresse und Gruppenadresse verwechselt, etwa 1.2.15 als Funktion gelesen.
Bei der Teilnehmerzahl aufgerundet statt abgerundet; ein angefangener Teilnehmer ist nicht mehr versorgt.
IP-Schnittstelle und IP-Router gleichgesetzt; nur der Router koppelt Linien über das IP-Netz.
Das Reserve-Aderpaar der Busleitung für 230 V genutzt.

Tipps aus der Werkstatt

Halte bei KNX zwei Adressarten auseinander: Die physikalische Adresse (Bereich.Linie.Teilnehmer) sagt, wo ein Gerät sitzt, die Gruppenadresse sagt, welche Funktion es mit anderen teilt. Ein Gerät hat genau eine physikalische Adresse, kann aber in vielen Gruppen mitreden.
Merk dir für die KNX-TP-Linie die Grenzen aus dem Datenblatt der Spannungsversorgung: Teilnehmerzahl ergibt sich aus Versorgungsstrom geteilt durch Stromaufnahme je Gerät, dazu kommen die Längengrenzen für Segment, Abstand zur Versorgung und zwischen zwei Geräten. Die Busspannung ist Kleinspannung, deshalb wird der Bus getrennt von 230 V geführt.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

22 Aufgaben zu „Gebäudeautomation mit KNX“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in (18.12.2020), Lernfeld 9 EGT; KNX-Spezifikation (KNX Association). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.