Übergeordnetes Leitsystem mit 24 Subsystemen Schweizerisches Tropen und public-health institut

Das Schweizerische Tropen- und Public Health-Institut (kurz Swiss TPH) ist eine mit der Universität Basel assoziierte Forschungs- und Dienstleistungseinrichtung, die 1943 durch den Zoologen Rudolf Geigy gegründet wurde. Das Institut in seiner heutigen Form entstand im Jahre 2009 durch die Eingliederung des Instituts für Sozial- und Präventivmedizin der Universität Basel in das damalige Schweizerische Tropeninstitut.

Eine Vielzahl autonomer Systeme sorgt für die energieeffiziente Versorgung mit Medien, einen sicheren Laborbetrieb und ein angenehmes Raumklima. Leicom wurde beauftragt, die Subsysteme in einem einzigen Leitsystem zu integrieren. Durch die einheitliche Navigation, systemübergreifenden Zeitprogramme und eine einzige Alarmierung reduziert sich der Einarbeitungs- und Wartungsaufwand für das Facility Management.

Das Swiss TPH betreibt ein BSL3-Labor. BSL3 ist die zweithöchste biologische Sicherheitsstufe für Labore. Um eine Kontamination der Mitarbeiter oder der Umwelt auszuschliessen, müssen die Druckverhältnisse in den Laboren unter allen Umständen sichergestellt sein. Bei Störungen in der Laborlüftung oder in den -kühlschränken sowie bei einem Gasalarm muss sofort interveniert werden, um eine Gefährdung von Menschen oder ein Defekt der Biobank bzw. am Gebäude zu verhindern. Zusätzlich wurden wir innerhalb eines Nachtrags beauftragt, die Pikett-Dienste und Alarmeskalation im Leitsystem abzubilden.

Zusätzlich war die Integration von 24 Subsystemen eine Herausforderung. Die «technische Kommunikation» der verschiedenen Schnittstellen war die eine Herausforderung. Die andere schwierige Aufgabe war die «menschliche Kommunikation». 24 Subsysteme bedeuten (fast) ebenso viele Projektleiter, Projektpläne und Integrations- und Datenpunkttests. Es liegt in der Natur der Gebäudeleittechnik, dass diese erst in Betrieb genommen werden können, wenn die angrenzenden Gewerke ihre Arbeit abgeschlossen haben. Das betrifft wichtige Systeme, wie die Brandmeldeanlage, Zutrittskontrolle oder die Beleuchtung, welche wiederum erst kurz vor der Inbetriebnahme fertiggestellt wurden.

Trotz akribischer Vorbereitung wurde die Schlussphase organisiert hektisch. Mit dem Zeitdruck im Nacken musste eine einwandfreie Ingenieursleistung geliefert werden – was in ein paar schlaflosen Nächten endete, jedoch erfolgreich fertiggestellt wurde.

Das Gebäudeleitsystem ist auf einem physikalischen Server mit vier virtuellen Maschinen gehostet. Als Framework wurde Aprol 4.2 eingesetzt. Für die Alarmweiterleitung per E-Mail, SMS und Sprachanruf wurde auf den Smart Building Assistenten Eliona zurückgegriffen und das ausgearbeitete Alarmierungs- und Pikettkonzept darin abgebildet. Damit können verschiedene Schichtpläne, Pikett-Teams und Eskalationsstufen definiert werden, um sofort auf Störungen zu reagieren.

Die Regelung der HLK-Anlagen und die Raumautomation wurde durch Drittfirmen umgesetzt. Die drei Systeme wurden anschliessend per BACnet direkt ins Leitsystem integriert.

Im Nachtrag wurden im BSL3-Labor die ursprünglich autonomen Systeme so zusammengeführt, so dass ein sicherer und kombinierter Normal-, Begasungs-, Not- und Wiederanfahrbetrieb möglich ist. Über Touchpanels werden die Labormitarbeiter über die aktuellen Betriebsbedingungen informiert und bei Störungen gewarnt. Zusätzlich kann bei Bedarf eine Evakuierungsdurchsage abgesetzt werden. Die Abstimmung der Werte zwischen Luftversorgung, Labordruckregelung, Türen, Evakuierungsanlage und USV übernimmt ein JACE-Controller.

Ein weiterer, grosser Teil der Alarme wird per potentialfreie Kontakte erfasst. Die eingesetzten Busankoppler von B&R können bei Bedarf mit I/O-Modulen erweitert werden. Die 828 Datenpunkte und 30 eingesetzten Module werden via OPC-UA an das Leitsystem angebunden.

Bei der Überwachung der 451 Laborkühlschränke wurde auf einen technischen Kniff zurückgegriffen. Bei Temperaturen von bis zu -80°C kann schon eine unvollständig geschlossene Türe innerhalb kürzester Zeit zum Totalverlust der gelagerten Proben führen. Dafür entwickelten wir ein skalierbares Einschubsystem und Alarmmanagement, mit dem die Kühlschränke bei Bedarf durch die Haustechnik ohne Zutun der Leicom neu aufgepatcht werden können.

Das von Leicom gelieferte technische Netzwerk erschliesst neben der Gebäudeautomation auch die Wechselsprechanlagen, das Video-Konferenzsystem und die Videoüberwachung mit insgesamt ca. 500 Endgeräten über 13 Access-Switches, die per Glasfaser mit zwei Core-Switches verbunden sind. Die einzelnen Subsysteme werden über VLAN voneinander isoliert, eine Firewall erlaubt nur die notwendige Querkommunikation.