Datenpunkt

Was ist ein Datenpunkt — und warum hat dieselbe Anlage je nach Zählweise verschieden viele?

Ein Datenpunkt ist eine einzelne Information, die eine Steuerung kennt und benennen kann: ein Schaltzustand, ein Helligkeitswert, eine Raumtemperatur, ein Sollwert. Gemeint ist die Information selbst — weder das Gerät, an dem sie entsteht, noch der Raum, in dem es hängt. In dieser Größe wird Gebäudeautomation ausgeschrieben, angeboten und lizenziert, und weil ihre Zählweise nirgends selbstverständlich ist, steht in zwei Angeboten für dieselbe Anlage selten dieselbe Zahl.

Ein Datenpunkt ist eine einzelne Angabe, die Deine Haustechnik über sich selbst kennt: „Küchenlicht ist an", „im Wohnzimmer sind 21 Grad", „der Rollladen steht auf halb". Jede dieser Angaben wird einmal von Hand eingerichtet, und erst danach kann eine App sie anzeigen oder eine Automatik damit rechnen. Deshalb steht in einem Angebot für Haussteuerung fast immer eine Anzahl — sie sagt, wie viele solcher Angaben eingerichtet werden. Eine einzige Lampe kann dabei für eine Angabe sorgen oder für drei, je nachdem, ob Du sie nur schalten oder auch dimmen und ihren Zustand zurückgemeldet bekommen willst.

Ausführliche Erklärung

Eine Information, kein Gerät

Der häufigste Zählfehler ist die Gleichsetzung von Datenpunkt und Gerät. Eine gedimmte Deckenleuchte hängt an einem Kanal eines Dimmaktors, also an einem Stück Hardware — in der Datenpunktliste steht sie trotzdem mehrfach: Schalten ist eine Information, der Helligkeitswert eine zweite, die Rückmeldung des tatsächlichen Zustands eine dritte. Ein Gerätekanal, eine Leuchte, drei Datenpunkte.

Daraus folgt der zweite Punkt, der in Angeboten regelmäßig untergeht: Jeder Datenpunkt hat eine Richtung. Lesend meldet die Anlage einen Zustand nach oben, schreibend nimmt sie einen Befehl entgegen, und beides zusammen ist zweimal Einrichtungsarbeit. Wo Rückmeldung gebraucht wird, gibt es keinen Spielraum: Eine Visualisierung, die den Zustand nur vermutet, statt ihn zu kennen, zeigt nach dem ersten Wandtaster-Druck etwas anderes an als die Wirklichkeit.

Der dritte Punkt ist der teuerste. Ein Datenpunkt ist im Wesentlichen Arbeitszeit und nur zu einem kleinen Teil Material. Er wird benannt, einem Typ zugeordnet, verknüpft, geprüft und dokumentiert — und all das noch einmal, wenn Jahre später jemand nachvollziehen will, was dort eingerichtet wurde.

Warum dieselbe Anlage verschieden viele hat

Die Gebäudeautomation kennt für dieselbe Information zwei Rollen. Ein physikalischer Datenpunkt wird im eigenen Automationssystem erfasst und projektiert — verdrahtet oder über ein Datenprotokoll angebunden. Ein gemeinsamer Datenpunkt ist ein Wert, der im Quellsystem bereits als fertiges Objekt vorliegt und von einer zweiten Automationseinrichtung über eine Schnittstelle übernommen wird. Ein einziger Temperaturfühler ist damit im Heizungssystem ein physikalischer und in der übergeordneten Leittechnik ein gemeinsamer Datenpunkt: ein Fühler, zwei Einträge in zwei Listen, beide korrekt gezählt.

Neben dieser Unterscheidung ändert die Zahl sich an zwei weiteren Stellen. Die erste ist die Ebene: Ein Feldgerät bringt seine Objekte ohnehin mit, ein Gateway bildet davon nur ab, was jemand zugeordnet hat, und die Visualisierung führt darüber noch einmal ihre eigenen Kanäle. Drei Listen, drei Zahlen, und keine davon ist falsch. Die zweite Stelle sind Sammelobjekte — eine Adresse, die zwölf Leuchten gemeinsam schaltet, ist ein Datenpunkt in der Bedienung und zwölf in der Rückmeldung, sobald jede Leuchte ihren Zustand einzeln melden soll.

Wie die Systeme den Begriff nennen

Jede Systemwelt hat ihr eigenes Wort für dieselbe Sache, und die Unterschiede sind für die Planung greifbar.

Im KNX-System heißt der Datenpunkt Kommunikationsobjekt. Er wird über eine Gruppenadresse mit anderen Objekten verknüpft, und ein Datenpunkttyp legt Format und Codierung des übertragenen Werts fest. Genau daran hängt die Zusammenarbeit über Herstellergrenzen hinweg: Erwarten zwei Geräte auf derselben Gruppenadresse verschiedene Datenpunkttypen, sprechen sie aneinander vorbei, obwohl die Verknüpfung im Werkzeug richtig aussieht.

In BACnet ist die Einheit ein Objekt mit Eigenschaften. Der aktuelle Wert steht in einer davon, weitere halten Bezeichnung, Einheit, Störungszustand und Grenzwerte. Die Objekttypen unterscheiden analoge und binäre Ein- und Ausgaben — das Modell benennt die Richtung also schon in der Typbezeichnung.

Bei Modbus gibt es diese Ebene nicht. Dort stehen nummerierte Register und Coils, und was in Register 40012 steht, sagt weder das Protokoll noch das Gerät: Die Bedeutung, das Format und der Faktor stehen in der Gerätedokumentation und nirgendwo sonst. Ein Modbus-Punkt wird deshalb erst durch die Zuordnung zu einem Datenpunkt, und diese Zuordnung ist Handarbeit, die jemand pflegen muss.

Häufiges Missverständnis

„Je mehr Datenpunkte, desto besser die Anlage." Die Zahl beschreibt den Umfang der eingerichteten Information und sagt nichts über deren Nutzen. Eine Anlage, die jeden Fensterkontakt, jeden Zählerstand und jede Betriebsstunde erfasst, ohne dass irgendwo eine Entscheidung davon abhängt, hat viele Datenpunkte und keinen zusätzlichen Wert — bezahlt werden sie trotzdem, einmal bei der Einrichtung und dauerhaft in der Lizenzstufe. Die nützliche Frage gilt der Verwendung: Für wie viele dieser Informationen kann jemand benennen, wer sie ansieht oder was sie auslöst?

Der zweite Irrtum steckt in der Kostenart. Wer die Zahl im Angebot für eine Materialgröße hält, vergleicht Angebote falsch: Der weitaus größere Teil ist Einrichtungs- und Dokumentationsaufwand. Ein Angebot mit halb so vielen Datenpunkten kann deshalb dieselbe Anlage meinen und nur anders zählen.

Nicht zu verwechseln mit

Gerät oder Aktorkanal: Hardware. Ein Kanal kann mehrere Datenpunkte ergeben, und ein Datenpunkt kann rein rechnerisch entstehen, ohne dass ihm Hardware entspricht.
Gruppenadresse: im KNX-System die Verknüpfung zwischen Objekten, nicht die Information selbst. Ein Objekt kann mit mehreren Gruppenadressen verbunden sein.
Register oder Coil: bei Modbus ein nummerierter Speicherplatz. Er wird erst durch eine Zuordnung zu einem Datenpunkt mit Bedeutung.
Zone: ein Bedienbereich mit eigener Quelle und eigener Lautstärke. Eine Zone enthält viele Datenpunkte, ist aber selbst keiner.
Messpunkt: die Stelle im Raum, an der gemessen wird. Der Datenpunkt ist der Wert, der von dort in die Steuerung gelangt.

In der Planung

Ein Haus bekommt Licht, Beschattung, Heizung und ein Heimkino unter eine gemeinsame Bedienung. Zwei Angebote liegen vor, eines nennt 380 Datenpunkte, das andere 620. Vor dem Preis steht die Zählregel: Sind Rückmeldungen mitgezählt? Sind die Objekte der Feldgeräte enthalten oder nur die Zuordnungen im Übergang? Zählt eine Sammeladresse einmal oder so oft, wie sie Geräte anspricht? Sobald beide Angebote nach derselben Regel gezählt sind, wird der Vergleich sinnvoll — vorher vergleicht er zwei verschiedene Fragen.

Die zweite Festlegung betrifft die Lizenzstufe. Visualisierungssoftware wird üblicherweise nach Projektgröße lizenziert, und die gezählten Kanäle entsprechen dabei den Datenpunkten; die Stufen einer verbreiteten Produktreihe liegen bei 200, 500, 3.000, 10.000 und 100.000 Kanälen. Wer eine Anlage dicht unterhalb einer solchen Schwelle plant, plant sich die nächste Erweiterung teuer: Der eine Datenpunkt über der Grenze zieht die nächste Lizenzstufe nach sich, und die kostet ein Vielfaches seiner Einrichtung. Eine Reserve von grob einem Viertel über dem geplanten Stand ist die einfachere Antwort als eine spätere Umlizenzierung.

Der dritte Punkt gehört in dieselbe Phase, weil er nachher niemandem mehr gehört: die Datenpunktliste selbst. Sie hält fest, welche Information wo entsteht, in welche Richtung sie läuft und welches Format sie hat. Sie ist Anlagendokumentation und kein Arbeitsmaterial des Inbetriebnehmers — ohne sie ist jede spätere Änderung eine Rekonstruktion, und zwar eine, die mit jedem Jahr teurer wird.

Verknüpfte Inhalte

Wo Datenpunkte über eine Systemgrenze müssen, entsteht die Zuordnungsliste eines Gateways; der Eintrag dazu erklärt, warum diese Liste die eigentliche Arbeit ist. Wie die einzelnen Systemwelten ihre Informationen übertragen, behandeln die Einträge zu KNX TP und KNX IP, zu DALI und zu den beiden Modbus-Varianten. Die einfachste denkbare Kopplung ohne Datenpunkt im eigentlichen Sinn ist der potenzialfreie Kontakt. Wann eine Anlage über die Gewerkesteuerung hinaus eine eigene Entscheidungsebene braucht, klärt die Wissensseite zum Steuerungssystem.

Quellen

Der Begriff selbst ist in der Gebäudeautomation eingeführt und in der Richtlinienreihe VDI 3814 als Planungsgröße gefasst; die Aufteilung in physikalische und gemeinsame Datenpunkte stammt von dort. Die protokollseitigen Entsprechungen — Kommunikationsobjekt bei KNX, Objekt mit Eigenschaften bei BACnet nach ISO 16484-5, Register bei Modbus — sind in den jeweiligen Festlegungen beschrieben. Für die Lizenzierung nach Datenpunktzahl liegt eine Herstellerangabe mit benannten Stufen vor.