Lessen trekken uit een GBS: “eerst een principeschema, daarna bekabelen”

De nieuwe campus van het Limburgs Technologiecentrum van de Metaalsector (LIMTEC+) in Diepenbeek is helemaal geautomatiseerd. Via een EtherCAT netwerk worden alle lokalen in het gebouw met elkaar verbonden. Voor het gebouwbeheersysteem (GBS) werd een beroep gedaan op de expertise en producten van Beckhoff. Bij dit project kwamen zowel bestaande als custom-made protocollen van pas.

De mensen van LIMTEC+ kijken met trots naar het geïnstalleerde systeem. De doelstellingen vooraf waren duidelijk: een gebruiksvriendelijk en nuttig systeem dat alle technieken in het gebouw daadwerkelijk met elkaar verbindt. “Voor 100% dus, en niet voor 80%: het mocht absoluut geen amalgaan worden van technieken die hier en daar met elkaar verbonden waren”, verduidelijkt Bert Vanderhallen, die instond voor de engineering van het GBS.

Achteraf bekeken vindt LIMTEC+ dat aan die doelstellingen is voldaan. Het GBS is zeker makkelijk te gebruiken: elk lokaal heeft een ingebouwde touchpanel, dat vrij programmeer- en aanpasbaar is. Daarmee kunnen de gebruikers op een eenvoudige manier de verlichting, de temperatuur en de zonnewering regelen. Updates gebeuren eenvoudig: de 27 touchpanels hebben allemaal een client, die verbinding maakt met de centrale server. De software staat op die centrale server en wordt van daaruit automatisch verdeeld naar de touchpanels.

In principe gebeurt de sturing automatisch, maar het is ook mogelijk om die automatische instellingen handmatig te overrulen. Op het einde van de dag wordt het systeem gereset en zijn de automatische instellingen opnieuw van kracht.

Uit dit grote project hebben LIMTEC+ en Beckhoff veel geleerd. “Het is van belang om vooraf een principeschema uit te tekenen en pas daarna met de bekabeling te beginnen. Je mag niet zomaar kabels beginnen trekken op de werf omdat je de kortste of snelste weg hebt gevonden. De bekabeling moet gebeuren volgens de regels van elke specifieke digitale interface”, aldus Vanderhallen.


‘De bekabeling moet gebeuren volgens de regels van elke specifieke digitale interface.’

Interfaces laten communiceren
Het hart van het gebouwbeheersysteem is het veelvoud aan digitale interfaces, die allemaal een ander nut hebben. “Al die apparaten spreken een andere taal. De essentie van het gebouwbeheersysteem is dat we die met elkaar kunnen laten spreken. Daarvoor zijn open systemen nodig”, zegt Vanderhallen. LIMTEC+ deed een beroep op de industriële hardware van Beckhoff om de interfaces met elkaar te laten communiceren. Die is modulair opgebouwd, en de functionaliteit staat volledig in het teken van de software: TwinCAT 3.

“Er werd gebruik gemaakt van de communicatieprotocollen uit de building automation, zoals DALI en SMI. Het werd echter snel duidelijk dat die protocollen alleen niet zouden volstaan. Daarom werden ook bussen uit andere sectoren gebruikt, zoals de industriële sector en de stage- en show-industrie”, zegt Alexander Hermans, software engineer bij LIMTEC+. Maar ook dat bleek niet voldoende. “We hebben enkele protocollen zelf ontworpen, omdat er geen bruikbaar protocol voorhanden was. Daarbij gebruikten we wel standaard programmeerblokken van Beckhoff.”

Uit de industriële sector deed LIMTEC+ een beroep op EtherCAT, om de lokalen te verbinden. Dat protocol verzamelt data van verschillende bussen, waarmee volledige netwerken mee gemaakt worden. Het grote voordeel is de snelheid: “Op enkele milliseconden loopt het systeem doorheen alle componenten en komt het terug met een massa aan data”, zegt Hermans. Het systeem kan zelfs een snelheid tot 12,5 microseconden aan.

De EtherCAT is het hart van het systeem, en daar is het extra belangrijk om fouten te vermijden. “Daarom werken we niet met één kabel naar de componenten toe, maar met een volledig gesloten lus. Als één link wegvalt vanwege een fout, merken we dat onmiddellijk en sturen we data via twee zijden naar de componenten.”

Toekomstige verbeteringen
Het proces van gebouwbeheer bij LIMTEC+ nog niet afgerond. Er zijn nog altijd verbeteringen mogelijk, die LIMTEC+ samen met zijn studenten wil ontwikkelen. Zo is er de mogelijkheid om het systeem te bedienen met een app voor de smartphone. De regeling van het licht zou ook nog gedetailleerder kunnen. Zo streeft LIMTEC+ naar een continue lichtregeling: “Als tijdens een les de bewolking afneemt en er meer daglicht binnenkomt, zouden onze lampen moeten dimmen naar een bepaalde waarde. Daarvoor moet je constant de lichtsterkte meten, via vier sensoren op het plafond.” Ook het inlezen van het weerbericht is mogelijk: “Zo kunnen we vooraf al anticiperen op een bijzonder warme dag. Als de temperatuur buiten 35 °C meet, is het aangenaam om binnen te komen in een gebouw dat al meteen voldoende gekoeld is.”


Elk lokaal heeft een ingebouwde touchpanel, dat vrij programmeer- en aanpasbaar is.

Tekst: Filip Van der Elst / Beeld: LIMTEC+