Aktor und Sensor

In der klassischen Elektroinstallation macht der Schalter an der Wand beides: Er nimmt den Wunsch entgegen und schaltet den Strom. In einer Anlage mit Bus ist das aufgeteilt. Der Taster nimmt nur noch den Wunsch entgegen und schickt eine Nachricht — er ist damit ein Sensor. Den Strom schaltet ein anderes Gerät, das die Nachricht empfängt und ausführt — der Aktor. Beide Wörter beschreiben damit Rollen und keine Bauformen: Wer meldet, ist Sensor; wer ausführt, ist Aktor.

Ausführliche Erklärung

Drei Aufgaben, zwei Rollen

Zwischen Meldung und Ausführung liegt immer eine Entscheidung: Was soll passieren, wenn diese Meldung kommt? Bei einem Gebäudebus steckt diese Entscheidung in den Geräten selbst und nicht in einer Zentrale. Ein Taster sendet seine Nachricht an eine Adresse, und jeder Aktor, der auf diese Adresse eingestellt ist, führt aus. Fällt ein Gerät aus, fällt seine Funktion aus und nicht die Anlage. Wie das bei KNX im Einzelnen aussieht — Gruppenadressen, Parametrierung, Werkzeug —, steht auf der KNX-Technologieseite.

Zur Sensorrolle gehört mehr als der Taster: Präsenz- und Bewegungsmelder, Temperaturfühler, Helligkeitsfühler, Wetterstationen, Fenster- und Türkontakte. Manche davon melden von sich aus, sobald sich etwas ändert; andere werden abgefragt. Gemeinsam ist ihnen, dass sie nichts schalten.

Zur Aktorrolle gehören ebenso verschiedene Bauformen, und was sie unterscheidet, ist die Art der Last:

• Schaltaktor: schaltet einen Stromkreis ein oder aus, üblicherweise mit einem Relais. Die einfachste und robusteste Bauform.
• Dimmaktor: regelt zusätzlich die Helligkeit. Er ist auf bestimmte Lastarten festgelegt, und welches Dimmverfahren er benutzt, entscheidet darüber, ob eine bestimmte Leuchte daran sauber läuft.
• Jalousieaktor: schaltet zwei Richtungen und hat dafür eine eingebaute Verriegelung — beide Richtungen gleichzeitig würde den Antrieb zerstören. Er kennt außerdem Fahrzeiten, damit eine Position in Prozent überhaupt anfahrbar ist.
• Heizungsaktor: steuert Stellantriebe an Heizkreisen, oft im Sekundentakt getaktet statt einfach an und aus.
• Binäreingang: die Ausnahme in dieser Liste, denn er ist ein Sensor. Er liest einen fremden Kontakt ein — einen Fensterkontakt, einen konventionellen Taster, eine Meldung aus einem anderen Gewerk — und bringt ihn als Nachricht auf den Bus.

Warum der Aktor in den Verteiler gehört

Ein Aktor führt Leistung. Er schaltet 230 Volt und damit einen Strom, der eine Leuchtengruppe oder einen Antrieb versorgt. Daraus folgen drei Dinge, und sie bestimmen zusammen die Elektroplanung:

Er braucht einen Ort mit Schutz und Ordnung. Ein Bauteil, das Netzspannung schaltet, gehört hinter eine Sicherung, auf eine Hutschiene und in ein abgeschlossenes Gehäuse — nicht in eine Deckendose über einer Leuchte.

Er braucht Erreichbarkeit. Aktoren werden getauscht, umparametriert und im Störungsfall geprüft. Alles, was in Zwischendecken verteilt ist, kostet bei jedem dieser Vorgänge einen Handwerkertermin mit Leiter.

Und er bestimmt die Leitungsführung. Weil der Aktor im Verteiler sitzt und von dort die Last speist, geht von jedem getrennt schaltbaren Kreis eine eigene Leitung zum Verteiler zurück. Die vertraute Wechselschaltung, bei der zwei Schalter über eine Korrespondenzleitung verbunden sind, gibt es in dieser Welt nicht mehr — sie ist eine Einstellung geworden.

Was das für den Verteiler heißt

Aktoren belegen Platz, und zwar mehr, als man erwartet. Ein Mehrfach-Schaltaktor ist ein Gerät auf der Hutschiene; ein Dimmaktor mit vier Kreisen ist deutlich breiter, weil er Wärme abgeben muss. Dazu kommen Netzteile, Koppler und Klemmen.

Zwei Regeln haben sich dafür eingebürgert. Erstens: Der Verteiler wird mit Reserve geplant, weil jede spätere Funktion, die neu geschaltet werden soll, ein weiteres Gerät bedeutet. Zweitens: Wärme ist ein Planungsthema — mehrere Dimmaktoren nebeneinander in einem geschlossenen Schrank erreichen Temperaturen, bei denen Hersteller Abstände oder eine Belüftung verlangen.

Diese beiden Punkte sind der häufigste Grund dafür, dass eine Erweiterung nach drei Jahren am Platz scheitert und nicht am Geld.

Häufiges Missverständnis

„Der Schalter schaltet das Licht." In einer Busanlage stimmt das nicht mehr, und das hat eine spürbare Folge: Wenn der Bus stromlos ist, passiert beim Drücken gar nichts, während die Leuchte auf ihrem letzten Zustand stehen bleibt. Das ist kein Defekt, sondern die Bauart. Wer Grundfunktionen auch ohne Bus erreichbar haben will, plant sie ausdrücklich so — etwa mit einer konventionell geschalteten Grundbeleuchtung neben der geschalteten Anlage.

Ein zweiter Irrtum betrifft das Wort Aktor selbst. In der Antriebstechnik meint es das bewegende Bauteil — den Motor, den Stellantrieb am Ventil. In der Gebäudeautomation meint es den Busteilnehmer, der diesen Antrieb einschaltet. Der Stellantrieb am Heizkörper ist also kein Aktor in diesem Sinn; er hängt an einem.

Und drittens die Erwartung, ein Betriebsgerät in der Leuchte sei ein Aktor. Es regelt den Strom für die LED, aber es empfängt keinen Befehl vom Bus und trifft keine Entscheidung — es setzt einen Sollwert um, den ihm jemand anderes gibt.

Nicht zu verwechseln mit

• Binäreingang: die Sensorrolle für einen fremden Kontakt. Er bringt eine Meldung auf den Bus, statt eine auszuführen.
• Stellantrieb: das bewegende Bauteil an Ventil oder Klappe. Es hängt am Aktor und ist keiner.
• Betriebsgerät einer Leuchte: wandelt und regelt den Strom für die LED. Es steht am Ende der Kette, nicht an ihrem Anfang.
• Steuerungssystem: die Ebene, die eigene Entscheidungen trifft und eine Bedienoberfläche hat. Aktoren führen aus, was ihnen parametriert wurde.

In der Planung

Ein Wohnhaus bekommt eine KNX-Anlage; im Mediaraum sollen Deckenlicht, Voute, Stufenbeleuchtung und Beschattung getrennt bedienbar sein. Vor der Geräteliste steht eine Frage, die im Rohbau beantwortet werden muss und danach nicht mehr: Wie viele Stromkreise soll dieser Raum haben, die sich unabhängig voneinander schalten oder dimmen lassen?

Aus der Antwort folgt die Verkabelung, denn jeder dieser Kreise braucht eine eigene Leitung zum Verteiler. Vier Kreise heißen vier Leitungen, und wer später einen fünften möchte, öffnet die Decke. Deshalb lohnt an dieser Stelle Großzügigkeit: Eine zusätzliche Leitung im Rohbau kostet Material und eine halbe Stunde, dieselbe Leitung im bewohnten Haus kostet ein Vielfaches und Staub.

Erst wenn die Kreise feststehen, wird gerechnet, welche Aktoren dafür nötig sind — und dabei entscheidet die Lastart mit: Dimmbare Kreise brauchen einen Dimmaktor, der zum Betriebsgerät der Leuchten passt, die Beschattung einen Jalousieaktor. Für den Verteiler wird die Summe der Teilungseinheiten gebildet und um Reserve ergänzt.

Ein Punkt gehört in dieselbe Phase, obwohl er erst Jahre später zählt: die Dokumentation, welcher Aktorausgang welchen Kreis speist. Ohne sie wird jede Störungssuche zur Rekonstruktion, und der Verteiler mit den handschriftlichen Zetteln ist der Normalfall und kein Klischee.

Verknüpfte Inhalte

Wie eine KNX-Anlage aufgebaut ist, wie Gruppenadressen funktionieren und welche Grenzen die Buslinie hat, steht auf der KNX-Technologieseite; die beiden Übertragungswege behandelt der Eintrag zu KNX TP und KNX IP. Der Lichtbus, bei dem die Rollenteilung anders liegt, ist DALI. Wie ein fremder Kontakt eingelesen wird, klärt der potenzialfreie Kontakt; warum ein Dimmaktor zur Leuchte passen muss, der Eintrag zu den Dimmverfahren. Was in den Verteiler und was in den Technikraum gehört, behandelt die Wissensseite zum Technikraum.

Quellen

Für Aktor und Sensor als Rollenbegriffe der Gebäudeautomation gibt es keine einheitliche produktbezogene Festlegung; die begriffliche Grundlage der Leittechnik steht im Internationalen Elektrotechnischen Wörterbuch, das in diesem Lauf nicht einzusehen war. Die Beschreibung hier ordnet die verbreitete Verwendung ein und leitet daraus die Planungsfragen ab. Die Rollenteilung am Bus folgt der Darstellung der KNX Association, die auf der KNX-Technologieseite belegt ist.