KNX
KNX: der weltweite Standard, der Licht, Storen und Heizung herstellerübergreifend verbindet, ganz ohne Zentrale.
Taster, Melder und Aktoren hängen gemeinsam an einem Zweidraht-Bus, alle gleichberechtigt.
In 30 Sekunden
KNX ist der herstellerübergreifende Standard für Haus- und Gebäudeautomation, mit dem du Licht, Beschattung, Heizung und mehr aus einer Hand steuerst. Das Besondere: KNX arbeitet dezentral, es braucht also keinen zentralen Steuerungs-Computer. Die Intelligenz steckt in den Geräten selbst, die alle an einem gemeinsamen Bus (einem einzigen Kommunikationskabel für alle Teilnehmer) hängen. Dabei gibt es zwei Rollen: Sensoren melden etwas (zum Beispiel ein Taster oder ein Präsenzmelder), Aktoren führen aus (sie schalten oder dimmen zum Beispiel das Licht). Diese Geräte tauschen kleine Nachrichten aus, sogenannte Telegramme, und die Verknüpfung läuft über Gruppenadressen, die für eine Funktion stehen und nicht für ein einzelnes Gerät. Fällt ein Gerät aus, läuft der Rest der Anlage einfach weiter. KNX ist international genormt und wird von hunderten Herstellern unterstützt, deren Geräte zueinander passen.
Stell dir vor, alle Beteiligten haben ein Funkgerät (Walkie-Talkie) und sind auf demselben Kanal. Wer etwas will, ruft nicht eine einzelne Person an, sondern spricht in den Kanal, zum Beispiel den Kanal Licht Wohnzimmer. Jeder, der auf diesen Kanal eingestellt ist, hört die Nachricht und reagiert, alle anderen ignorieren sie. So funktioniert KNX mit Gruppenadressen. Ein Lichttaster ruft nicht eine bestimmte Lampe an, sondern spricht in den Kanal Licht Wohnzimmer, und alle Aktoren, die auf diesen Kanal hören, schalten. Der entscheidende Punkt: Es gibt keine Zentrale, die alles vermitteln muss. Jeder Teilnehmer sendet und hört direkt auf dem gemeinsamen Kanal. Fällt ein Funkgerät aus, reden die anderen einfach ungestört weiter.
Wo trifft man KNX an?
Beleuchtungssteuerung
Ein Taster im Flur schaltet über eine Gruppenadresse gleichzeitig mehrere Deckenleuchten, während ein Dimmaktor das Wohnzimmerlicht stufenlos auf 40 Prozent für den Fernsehabend regelt.
Beschattung und Jalousien
Ein Wetter- und Windsensor sendet bei Sturm ein Telegramm, worauf alle Jalousieaktoren die Storen hochfahren, um die Behänge vor Beschädigung zu schützen.
Heizung, Lüftung, Klima
Ein Temperaturfühler im Raum meldet den Istwert, der Heizungsaktor regelt das Ventil, und bei geöffnetem Fenster schaltet ein Fensterkontakt die Heizung dieses Raums automatisch ab.
Präsenz- und Anwesenheitssteuerung
Ein Präsenzmelder im Sitzungszimmer schaltet Licht und Lüftung nur ein, wenn tatsächlich jemand da ist, und spart so in Bürogebäuden spürbar Energie.
Zweckbauten und Gewerbe
In Schulen, Spitälern und Hotels werden hunderte Räume mit einheitlicher Technik automatisiert, wobei Geräte verschiedener Hersteller dank KNX-Norm zusammenspielen.
Energiemanagement und Visualisierung
Über eine KNX-IP-Schnittstelle (Anbindung ans Netzwerk) laufen alle Werte auf einem Touchpanel oder in einer App zusammen, sodass Verbrauch und Szenen zentral sichtbar und bedienbar werden.
Gut geeignet für
- Festverdrahtete Gebäudetechnik in Neubau und Sanierung, weil das einfache, verdrillte Zweidrahtkabel unempfindlich gegen elektrische Störungen ist und über Jahrzehnte zuverlässig hält.
- Anlagen mit Geräten mehrerer Hersteller, weil die KNX-Norm herstellerübergreifende Kompatibilität garantiert und dich nicht an einen einzigen Lieferanten bindet.
- Ausfallsichere Installationen, weil die Intelligenz dezentral in den Geräten steckt und der Rest der Anlage bei einem Defekt weiterläuft.
- Grosse und wachsende Projekte, weil sich die Anlage über Linien und Bereiche strukturiert erweitern lässt, ohne alles neu zu planen.
- Langfristige Investitionen, weil KNX auf dem seit den frühen 1990ern etablierten EIB (Vorläufer-Standard) aufbaut und abwärtskompatibel gepflegt wird, sodass projektierte Anlagen viele Jahre wartbar bleiben.
Weniger geeignet für
- Blitzschnelle Maschinensteuerung in der Industrie, wo in Sekundenbruchteilen reagiert werden muss, dafür ist KNX zu langsam und man nimmt spezialisierte Industrie-Netzwerke (Feldbusse) wie PROFINET oder EtherCAT.
- Übertragung grosser Datenmengen wie Video oder Audio, weil der Bus dafür nicht ausgelegt ist, dafür nutzt man klassisches Computernetzwerk (Ethernet).
- Spontane, cloud-angebundene IoT-Geräte ohne feste Verkabelung, weil KNX gebäudefest geplant wird, hier ist MQTT (ein leichtes Protokoll für vernetzte Internet-of-Things-Geräte) die flexiblere Wahl.
- Vernetzung über weite Distanzen wie ein ganzes Firmengelände oder eine Stadt, weil KNX auf das Gebäude begrenzt ist, dafür eignet sich Funktechnik für grosse Reichweiten wie LoRaWAN.
Fakten
- ISO/IEC 14543-3, in Europa EN 50090
- Aus dem europäischen EIB (Instabus) der frühen 1990er Jahre; KNX als Standard ab 1999/2002
- KNX Association mit Sitz in Brüssel
- Dezentral, kein zentraler Steuerungs-Computer nötig
- TP (Twisted Pair, verdrilltes Zweidrahtkabel), bewusst langsam mit 9600 bit/s und dadurch störsicher
- Funk (RF), Netzwerk (IP über Ethernet/WLAN) und Powerline (Daten über das Stromnetz)
- Gruppenadressen (z.B. 1/1/1) statt fester Gerät-zu-Gerät-Verbindung
- ETS (Engineering Tool Software) der KNX Association; Netzwerk-Detail: KNXnet/IP nutzt UDP-Port 3671
Im Detail
Dezentral statt zentral: Warum das der Kern von KNX ist
Viele Automationssysteme brauchen einen zentralen Computer, der alle Entscheidungen trifft. Fällt dieser aus, steht die ganze Anlage still. KNX macht es bewusst anders. Jedes Gerät, egal ob Taster, Präsenzmelder oder Schaltaktor (das Gerät, das eine Last wie eine Lampe tatsächlich ein- und ausschaltet), trägt seine eigene Intelligenz und weiss selbst, was es zu tun hat.
Alle diese Geräte hängen gemeinsam an einem Bus. Ein Bus ist eine gemeinsame Kommunikationsleitung, an die alle Teilnehmer angeschlossen sind, meist ein verdrilltes Zweidrahtkabel (KNX TP, für Twisted Pair). Über dieses Kabel fliesst sowohl die Kommunikation als auch die Versorgungsspannung für viele Geräte.
Der praktische Vorteil zeigt sich im Alltag: Fällt ein einzelnes Gerät aus, läuft der Rest der Anlage ungestört weiter. Es gibt keinen einzelnen Punkt, dessen Ausfall alles lahmlegt. Das macht KNX robust und ist ein wichtiges Argument für Gebäude, in denen die Technik über Jahrzehnte zuverlässig laufen soll.
Gruppenadressen und Telegramme: So reden die Geräte miteinander
KNX-Geräte sprechen nicht direkt miteinander wie zwei Telefone. Stattdessen nutzen sie Gruppenadressen. Eine Gruppenadresse steht für eine Funktion, nicht für ein Gerät, zum Beispiel 1/1/1 für Licht Wohnzimmer. Sie ist wie ein gemeinsamer Kanal, auf den sich Geräte anmelden können.
Drückst du einen Taster (den Sensor, der eine Bedienung erfasst), sendet er ein Telegramm auf den Bus. Ein Telegramm ist eine kleine Nachricht auf dem Kabel. Sie enthält, wer sendet, an welche Gruppenadresse und was passieren soll, zum Beispiel ein, aus oder ein Helligkeitswert. Alle Aktoren, die auf diese Gruppenadresse hören, empfangen das Telegramm und reagieren.
Daraus ergibt sich eine enorme Flexibilität. Ein einziger Taster kann viele Lampen gleichzeitig schalten, und umgekehrt kann eine einzige Lampe auf mehrere Taster hören, etwa am Eingang und am Bett. Man verändert diese Verknüpfungen rein durch Zuordnung von Gruppenadressen, ohne ein einziges Kabel neu zu ziehen.
Planung mit der ETS und die verschiedenen Übertragungswege
Damit die Geräte wissen, welche Gruppenadresse zu welcher Funktion gehört, wird eine KNX-Anlage projektiert, also im Voraus geplant und konfiguriert. Das geschieht mit der ETS (Engineering Tool Software), dem herstellerneutralen Werkzeug der KNX Association. Die ETS ist quasi der Bauplan-Editor der Anlage: Der Elektroplaner legt darin fest, welcher Taster welches Licht schalten soll, ähnlich wie man in einer Tabelle Zuordnungen einträgt. Er lädt diese Konfiguration einmal in die Geräte, danach läuft alles selbstständig.
KNX kennt mehrere Übertragungswege für unterschiedliche Situationen. Am häufigsten ist TP (Twisted Pair), das verdrillte Zweidrahtkabel mit einer Datenrate von 9600 bit pro Sekunde. Für Nachrüstungen ohne neue Kabel gibt es Funk (RF) und Powerline (Datenübertragung über das bestehende Stromnetz).
Für die Anbindung an Netzwerke, Touchpanels und Apps dient KNX IP, genauer KNXnet/IP, das die Telegramme über Ethernet (kabelgebundenes Computernetzwerk) und WLAN transportiert und dabei üblicherweise den UDP-Port 3671 nutzt, ein Detail für Netzwerk-Techniker. So lassen sich mehrere Gebäudeteile verbinden und die Anlage visualisieren, ohne dass die dezentrale Grundidee verloren geht.