Towards an Automatic Configuration Process for Building Automation Systems

Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüftAbweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersEffiziente und optimierte Gebäudeautomationssysteme (eng. building automation systems, BASs) zielen darauf ab, Bewohnern und Nutzern ein hohes Komfortlevel zu bieten, den Energie- und Ressourcenverbrauch niedrig zu halten und das Management, die Instandhaltung und den Betrieb von Gebäuden zu erleichtern. Durch die Anwendung von gezielten Optimierungsstrategien werden diese Systeme stetig effizienter. Um jedoch auf die erforderlichen Informationen, Daten und aktuelle Messwerte zugreifen zu können, wird eine initiale Konfiguration des BAS Systems vorausgesetzt. In typischen BAS Projekten müssen sich Experten unter anderem durch vorhandene Gebäudepläne, System Design-Pläne, Gerätelisten und dokumentierte Anforderungen arbeiten, um die nötigen Informationen zur Konfiguration zu sammeln. Aufgrund von oft mäßiger Zusammenarbeit der verschiedenen Expertengruppen in solchen Projekten können die erforderlichen Informationen unter Umständen schwer verfügbar sein. Dadurch wird die Konfiguration von BASs zeitaufwendig, fehleranfällig und repetitiv. In dieser Arbeit wird ein neuer, generell anwendbarer Prozess zur automatisierten Konfiguration von BAS, im Speziellen von Raumautomationssystemen (eng. room automationand control systems, RACs), vorgestellt. Der Prozess wurde aufbauend auf bekannten Vorgehensweisen zur Konfiguration von BASs entwickelt. Hierbei liegt das Hauptaugenmerkdarauf, den Informationsverlust minimal zu halten, während die Anwendbarkeit des Prozesses in realen Projekten gewährleistet wird. Deshalb werden die zur Konfiguration notwendigen Informationen von verschiedenen Quellen, wie zum Beispiel System Design-Dokumenten oder Gerätelisten, gesammelt und in einer digitalen Repräsentationsontologie gespeichert. Danach wird ein Arbeitsablauf vorgestellt, um diese Informationen mit Wissen über die Funktionalität von RAC Systemen anzureichern und in der digitalen Repräsentation darzustellen. Auf Basis dieser Informationen kann RAC System Software generiert werden, welche zur Konfiguration und dem Betrieb von RAC Systemen verwendet wird. Um die Anwendbarkeit des Prozesses zu zeigen, wird eine beispielhafte Durchführung der einzelnen Schritte zur Verfügung gestellt. Der neue Prozess erlaubt eine hohe Flexibilität in der Designphase von BAS Projekten, während die Wiederverwendung von verfügbaren Informationen und Konfigurationen im Fokus steht. Außerdem wird dadurch die Wahrscheinlichkeit von menschlichem Versagen sowie der technische Aufwand während der Konfiguration von RAC Systemen verringert.The main goals of efficient and optimized building automation systems (BASs) are to provide a high level of comfort for occupants, keeping energy and resource consumption low and easing management, maintenance and operation of buildings. Through the application of specific optimization strategies, such systems are becoming increasingly efficient. Though, an initial configuration of BASs is required to provide the information, data and live measurements essential for optimization and controlling. In typical BAS projects, experts have to work through existing building plans, system design plans, device lists and documented requirements, among other information sources, in order to configure such systems. The required knowledge is often difficult to obtain, due to modest collaboration between the different fields of expertise in such projects. This makes the configuration of BASs a time-consuming, error-prone and repetitive task. In this thesis, a new, generally applicable process for automated configuration of BASs, specifically room automation and control (RAC) systems, is presented. This process is based on well-known approaches for configuring BASs, but improves upon them by minimizing information waste while focusing on the applicability in real world projects. Therefore, the information required for the configuration of (RAC) systems is gathered from various sources, such as system design documents or device lists, and stored in a digital representation ontology. Next, a workflow is introduced, which enriches this information to describe the functionality of RAC systems in the digital representation. Utilizing the gathered knowledge, RAC system software used for configuring and operating RAC systems can be generated. An example application of the introduced process is provided in this thesis, showing the applicability of the approach. The new process allows high flexibility during the design phase of BAS projects, while emphasizing the reuse of available information and configurations, reducing human errors and decreasing the engineering effort for configuring RAC systems.12