VDI 3814 Blatt 6-2008 Building automation and control systems (BACS) - Graphical description of logic control tasks.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREGebudeautomation (GA)Grafische Darstellung von SteuerungsaufgabenBuilding automation and control systems (BACS)Graphical description of logic control tasksVDI 3814Blatt 6 / Part 6Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Technische Gebudeausrstung, Band 1: Elek

2、trotechnikVDI-Handbuch Technische Gebudeausrstung, Band 2: RaumlufttechnikVDI-Handbuch Technische Gebudeausrstung, Band 3: SanitrtechnikVDI-Handbuch Technische Gebudeausrstung, Band 4: Wrme-/HeiztechnikVDI/VDE-Handbuch Mess- und Automatisierungstechnik, Band 3: AutomatisierungstechnikVDI-RICHTLINIEN

3、ICS 35.240.99, 97.120Juli 2008 July 2008Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 42 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . 43Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . 64 Darstellung von Steuerungsaufgaben mittels Zustandsgraph . . . . . . . . . . . . . 64.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.2 Methodische Vorgehensweise. . . . . . . . 105 Beispiel Raumautomation . . . . . . . . . . . 135.1 Erluterungen zu den Anlagen . . . . . . . 135.2 Au

5、tomationsschema. . . . . . . . . . . . . 145.3 GA-Funktionsliste. . . . . . . . . . . . . . 155.4 Zuordnungstabelle . . . . . . . . . . . . . 175.5 Zustandsgraph. . . . . . . . . . . . . . . . 186 Beispiel RLT-Anlage . . . . . . . . . . . . . . 196.1 Erluterungen zur Anlage . . . . . . . . . . 196.2

6、 Automationsschema. . . . . . . . . . . . . 196.3 GA-Funktionsliste. . . . . . . . . . . . . . 206.4 Zuordnungstabelle . . . . . . . . . . . . . 246.5 Zustandsgraph. . . . . . . . . . . . . . . . 25Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke

7、 nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Frhere Ausgabe:03.07Entwurf,deutschForm

8、eredition:03/07 Draft,inGermanonlyZubeziehendurch / Available atBeuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechtevorbehalten/ All rights reserved VereinDeutscher Ingenieuree.V., Dsseldorf 2008Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Normative references . . . . . . . . . . . . . 43 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 64 Description of logic control tasks by means of state graph. . . . . . . . . . . . . . 64.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、64.2 Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Example: Room control . . . . . . . . . . . . 135.1 Explanations concerning the systems. . . . 135.2 Control diagram . . . . . . . . . . . . . . 145.3 BACS function list . . . . . . . . . . . . . 165.4 Assignment table . . . . . . . . . . . . . .

11、 175.5 State graph . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Example: Air-conditioning (A/C) system . . . 196.1 Explanations concerning the system . . . . 196.2 Control diagram . . . . . . . . . . . . . . 196.3 BACS function list . . . . . . . . . . . . . 226.4 Assignment table . . . . . . . . . . . . .

12、 . 246.5 State graph . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28VDI-Gesellschaft Technische GebudeausrstungB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 2 VD

13、I 3814 Blatt 6 / Part 6VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,

14、sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.

15、EinleitungUm den Beteiligten bei der Planung und Ausfhrung von TGA-Anlagen die vorgesehene Funktionsweise darstellen zu knnen, sind geeignete Methoden der Dokumentation erforderlich.Das Automationsschema der Richtlinie VDI 3814 Blatt 1 wie auch der Norm DIN EN ISO 16 484-3 verdeutlicht in Verbindung

16、 mit der GA-Funktions-liste zwar die Aufgabenstellung der MSR-Technik fr die TGA, konkrete Steuerungsablufe lassen sich damit jedoch nicht darstellen.Mit dieser Richtlinie stellt die VDI-TGA eine bisher in der Gebudetechnik weitgehend ungenutzte grafi-sche Methode vor, die Planung komplexer Steue-ru

17、ngsablufe von Anlagen der TGA eindeutig, fr je-den verstndlich und dennoch aufwandsarm zu doku-mentieren. Diese Methode basiert auf der EN 60 848. Sie kann im Rahmen der Dokumentation von Leis-tungsbeschreibungen nach VOB-C herangezogen werden.Steuerungsaufgaben knnen grundstzlich entweder in Textfo

18、rm oder mithilfe von grafischen Methoden beschrieben werden. Gemessen an den KriterienEindeutigkeit,bersichtlichkeit,Detaillierungsgrad,Strukturierbarkeit,Selbsterklrbarkeit undAufwandgelangt die bisher hufig verwendete textliche Be-schreibung schon bei einfachen Aufgabenstellungen schnell an ihre G

19、renzen. Es wird daher empfohlen, bevorzugt grafische Methoden anzuwenden.Mit dem Ziel, eine geeignete grafische Methode zu finden, untersuchte der Richtlinienausschuss Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of

20、the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to t

21、he licensing conditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionAppropriate methods of documentation are required in order to describe the intended functioning of build-ing-services systems to

22、 all those involved in the plan-ning and execution of these systems.The control diagram of guideline VDI 3814 Part 1 or standard DIN EN ISO 16 484-3, in conjunction with the BACS function list, illustrates the tasks of instru-mentation and control; however, it does not allow to represent specific lo

23、gic interlocks. In this guideline, the VDI-TGA presents a graphical method as yet rarely used in the field of the building services, by means of which the planning of complex logic interlocks in building-services systems can be documented in an unambiguous manner, comprehen-sible to everyone, yet re

24、quiring little effort. This method is based on EN 60 848. It can be used when documenting service descriptions in accordance with public procurement procedures.Basically, logic control tasks can be described in writing or using graphical methods. Considering the criteriaunambiguousness,clarity,degre

25、e of detailing,structurability,self-explanatory characteristic andefortthe text description frequently used so far is bound soon to meet its limits even with simple tasks. It is, therefore, recommended to prefer graphical methods. Aiming to find an appropriate graphical method, the guideline committ

26、ee VDI 3814 Part 6 has investi-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 VDI 3814 Blatt 6 / Part 6 3 VDI 3814 Blatt 6 die folgenden Beschreibungsmittel auf Anwendbarkeit fr Aufgabenstellungen in der Gebude

27、automation:Ablaufsprache (AS) nach IEC 61 131-3Automaten (Zustandsgraph)Funktionsbausteinsprache (FBS) nach IEC 61 131-3Kontaktplan (KOP) nach IEC 61 131-3Petrinetze (PN)Procedural Function Charts (PFC)Programmablaufgraph (PAG)Message Sequence Chart (MSC)Specification and Description Language (SDL)H

28、ardware Description Language (VHDL)Einzelheiten zu diesen Beschreibungsmitteln finden sich u. a. in der Richtlinie VDI/VDE 3681.Nach den oben genannten Auswahlkriterien wurde schlielich der Zustandsgraph als Beschreibungsmit-tel ausgewhlt (auch Zustandsmaschine, Transitions-system, Statechart oder A

29、utomat genannt).Mithilfe dieses Werkzeugs sind in dieser Richtlinie typische Steuerungsaufgaben in der TGA beispiel-haft beschrieben. Dabei wurde die bewhrte Darstel-lung aus Automationsschema und GA-Funktionsliste (GA-FL) nach VDI 3814 Blatt 1 zugrunde gelegt.Der Zustandsgraph besteht im Wesentlich

30、en aus einer Menge an diskreten Betriebszustnden der Anlage sowie einer Festlegung, welche bergnge oder bergangsfolgen zwischen diesen Zustnden unter welchen Bedingungen (z. B. Eingabe-Datenpunkte) mglich sind und welche Werte die Ausgabe-Daten-punkte in den jeweiligen Betriebszustnden haben.Der Det

31、aillierungsgrad einer Darstellung ist frei whlbar, das heit, es knnen sowohl komplexe An-lagen funktionsbergreifend als auch einzelne Funk-tionseinheiten im Detail dargestellt werden.Die besonderen Strken dieses Beschreibungsmittels sind die bersichtliche Darstellung von diskreter Zu-standsdynamik,

32、die Mglichkeit der Vollstndig-keits- und Konsistenzprfung von Spezifikationen und die Simulierbarkeit.Die Bewertung der Zustandsgraphdarstellung nach den vorgenannten Kriterien ergibt: Eindeutigkeit: gegebenbersichtlichkeit: sehr gut durch die Kombination mit dem Automationsschema und der GA-Funkti-

33、onslistegated the following description methods with regard to their applicability for BACS tasks: Sequential Function Chart (SFC) according to IEC 61 131-3State Transition Graph (State Graph)Function Block Diagram (FBD) according to IEC 61 131-3Ladder Diagram (LD) according to IEC 61 131-3Petris Ne

34、tworks (PN)Procedural Function Charts (PFC)Program Flow Graph (PFG)Message Sequence Chart (MSC)Specification and Description Language (SDL)Hardware Description Language (VHDL)Details on the above description methods can be found in the guideline VDI/VDE 3681.Applying the aforementioned selection cri

35、teria, the state graph (also called state machine, transition sys-tem, state chart or state transition graph) was finally chosen as description method.Using this tool, and based on the proven description method consisting of control diagram and BACS function list (BACS FL) according to VDI 3814 Part

36、 1, this guideline describes some examples of logic control tasks typical of the building services.The state graph essentially consists of a set of discrete operating states of the system and a specification as to which transitions, or sequences of transitions, be-tween these states are possible und

37、er which condi-tions (e. g. input points) and as to the values of the output points for the respective operating states. The degree of detailing of a description is freely se-lectable, i. e. it is possible to describe complex sys-tems, covering all functions, or to give a detailed de-scription of in

38、dividual functional units.Particularly strong points of this description method are the clear representation of discrete-state dynam-ics, the possibility of checking specifications for completeness and consistency and the fact that simu-lations are possible.The evaluation of the state-graph descript

39、ion accord-ing to the aforementioned criteria yields the follow-ing result:unambiguousness: fulfilledclarity: very good, thanks to combination with the control diagram and the BACS function list B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutsc

40、her Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 4 VDI 3814 Blatt 6 / Part 6Detaillierungsgrad: vom Planersteller whlbarStrukturierbarkeit: gegebenSelbsterklrbarkeit: gegeben (bei Verwendung ge-normter Begriffe)Aufwand: abhngig vom Detaillierungsgrad, im Allgemeinen gering im Vergleich zu anderen Me-thodenEs exi

41、stieren Lehrbcher zur Darstellung von Steue-rungsaufgaben mittels Zustandsgraphen (siehe Schrifttum).1 AnwendungsbereichDie Richtlinienreihe VDI 3814 gilt fr Einrichtun-gen, Software und Dienstleistungen zur automati-schen Steuerung und Regelung, berwachung, Opti-mierung und Bedienung sowie fr das M

42、anagement zum energieeffizienten und sicheren Betrieb der TGA. Da die internationale Norm DIN EN ISO 16 484 nicht alle regionalen Erfordernisse beinhaltet, ber-nimmt die VDI 3814 die Aufgabe, die in Mittel-europa blichen Anforderungen an GA-Systeme, welche ber die oben genannte Norm hinausgehen, fes

43、tzulegen (Ausnahme: Anforderungen an elektri-sche Sicherheit).In dieser Richtlinie wird anhand von Beispielen ge-zeigt, wie Zustandsgraphen fr die Darstellung von Steuerungsaufgaben in der TGA genutzt werden kn-nen. Die Richtlinie gilt ausdrcklich auch fr die Be-schreibung von anlagenbergreifenden S

44、teuerungs-aufgaben. Andere Darstellungsverfahren (siehe oben) sind nicht ausgeschlossen. Mit den gewhlten Beispielen sind keinerlei normative Festlegungen fr eine Anlagenausrstung, eine Funktionalitt, be-stimmte Werte von Parametern o. . verbunden.2 Normative Verweise / Normative referencesDie folge

45、nden zitierten Dokumente sind fr die An-wendung dieser Richtlinie erforderlich: / The follow-ing referenced documents are indispensable for the application of this guideline:DIN 19 226-4:1994-02 Leittechnik; Regelungstech-nik und Steuerungstechnik; Begriffe fr Rege-lungs- und Steuerungssysteme (Cont

46、rol technol-ogy; Terms and definitions of control systems). Berlin: Beuth VerlagDIN 19 226-6:1997-09 Leittechnik Regelungstech-nik und Steuerungstechnik; Teil 6: Begriffe zu Funktions- und Baueinheiten (Control technology; Part 6: Terms and definitions of functional and constructional units). Berlin

47、: Beuth VerlagDIN 19 227-1:1993-10 Leittechnik; Graphische Symbole und Kennbuchstaben fr die Prozeleit-technik; Darstellung von Aufgaben (Control tech-nology; Graphical symbols and identifying letters for process control engineering; Symbolic repre-sentation for functions). Berlin: Beuth Verlagdegre

48、e of detailing: can be selected by the authorstructurability: fulfilledself-explanatory: fulfilled (provided that standard-ized terminology is used)effort: depending on the degree of detailing, gen-erally little when compared with other methods Textbooks dealing with the description of logic con-tro

49、l tasks by means of state graphs are available (see Bibliography).1ScopeThe VDI 3814 series of guidelines applies to facili-ties, software and services for automatic open- and closed-loop control, logical interlocks monitoring, optimization and operation, as well as the manage-ment with a view to energy-efficient and reliable op-eration, of building-services systems.The international standard DIN EN ISO 16 484 not considering all regional requir