SMGW und KNX

Der standardisierte Weg in die sichere Zukunft

So kann das SMGW über die Steuerbox oder das Mehrwert-Modul von Theben in das KNX-System eingebunden werden.
So kann das SMGW über die Steuerbox oder das Mehrwert-Modul von Theben in das KNX-System eingebunden werden.
© Theben

Das SMGW, das Mehrwertmodul und die Steuerbox von Theben sorgen für den nahtlosen Übergang von der BSI-zertifizierten sicheren Kommunikations-Infrastruktur ins KNX-Gebäude.

Ganz wesentlich für das Smart Home ist die Sicherheit. Dass plötzlich die Steuerungsfunktionen im Gebäude von einem Hacker übernommen oder gar Anlagen wie die Heizung durch einen Cyberangriff in einen ineffizienten Betrieb gebracht oder gar zerstört werden könnte, wäre der Alptraum eines jeden Eigenheimbesitzers oder Betreibers von Gebäuden. Deshalb muss mit fortschreitender Digitalisierung und Vernetzung von Anlagen und Geräten in Deutschland eine sichere Kommunikations-Infrastruktur etabliert werden, die eine effiziente und sichere Nutzung gewährleistet. Dabei lohnt sich ein Blick auf die Entwicklungen im Zuge der „Digitalisierung der Energiewende“.

Die sichere digitale Infrastruktur für die Energie-, Klima- und Verkehrswende voranzutreiben, ist eines der Kernelemente zur Erreichung der gesetzten Ziele bei der CO2-Einsparung Europas und unserer Bundesregierung. Hierfür wurde vom Bundeswirtschaftsministerium eine ehrgeizige Roadmap erstellt, in der die einzelnen Umsetzungsschritte konzipiert, diskutiert, festgelegt und anschließend umgesetzt werden.

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Die Produktplattform für die digitale Energiewende von Theben: Das SMGW, das Mehrwertmodul und die Steuerbox.
Die Produktplattform für die digitale Energiewende von Theben: Das SMGW, das Mehrwertmodul und die Steuerbox.
© Theben

In der Praxis bedeutet das, dass unser Energiesystem eine neue Ausrichtung erhält. Aus wenigen Großkraftwerken werden Millionen von Erzeugungsanlagen aus den Bereichen Photovoltaik, Wind, Wasser, und BHKW. Diesen Prozess haben wir bereits vor 20 Jahren gestartet und werden den weiteren Ausbauprozess in den nächsten 10 Jahren nochmals stark pushen. In der Umsetzung bedeutet das: Es müssen neue Lasten aus der Energieerzeugung und der Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität sicher gesteuert und gemanagt werden. Gleichzeitig müssen die Netzzustände transparent gemacht werden, auf denen die Steuerung beruht. »Und zwar bis hinunter auf die Niederspannungsebene, auf der wir heute noch weitgehend blind sind«, sagt Ruwen Konzelmann, Head of Business Unit Smart Energy, von Theben. Denn nur so lässt sich der für die Klimaziele notwendige Systemwechsel auch in den Verteilnetzen realisieren. .  

Das allein ist technisch gesehen keine geringe Herausforderung. Aber auch wenn alles wunderbar funktionieren und zusammenspiele würde – ohne sicher zu stellen, dass alle Ebenen so gut wie möglich vorCyberangriffen geschützt sind, kann das gesamte System nicht funktionieren. Denn die Sicherheit der Energieinfrastruktur muss oberste Priorität haben. Deshalb unterliegt das Smart Meter Gateway strengen Cybersecurity-Vorgaben, deren Einhaltung von BSI zertifiziert wird.

Ruwen Konzelmann, Head of Business Unit Smart Energy: »Theben zeigt den sicheren und standardisierten Weg auf, um das KNX-Energiemanagement mit der Kommunikationsinfrastruktur des BSI-zertifizierten SMGWs zu verbinden.«
Ruwen Konzelmann, Head of Business Unit Smart Energy: »Theben zeigt den sicheren und standardisierten Weg auf, um das KNX-Energiemanagement mit der Kommunikationsinfrastruktur des BSI-zertifizierten SMGWs zu verbinden.«
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Wäre das nicht auch ein geeigneter Sicherheitsanker für das Smart Home? Denn die Smart-Home-Bewohner müssen sich genauso sicher fühlen – und tatsächlich auch sein – wie die Energieversorger und Netzbetreiber, für die es ebenfalls ein Alptraum wäre, wenn sich Hacker Zugriff auf die Netze verschaffen und in ganzen Städten buchstäblich das Licht ausknipsen könnten. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Rollout von Smart Meter Gateways ohnehin die entsprechenden Gebäude erreichen wird, »Bis 2030 werden in Deutschland laut BMWi 15 Millionen Einbaufälle erwartet, also 15 Millionen Knotenpunkte, in denen das Smart Meter Gateway den Sicherheitsanker in einer Anwendung, zu einer Anlage oder in das Gebäude darstellt, um Daten sicher auszutauschen, zu steuern, zu managen und zu regeln«, sagt Ruwen Konzelmann.

Theben hat dazu eine Produktplattform entwickelt, in deren Zentrum das Smart Meter Gateway (SMGW) vom Typ „CONEXA 3.0“ steht. »Das SMGW war eine große Herausforderung und ist es in Teilen immer noch – mit vielen neuen Elementen für das Unternehmen. Wir durften lernen mit Spitzentechnologie auf einem hohen Sicherheitsniveau zu arbeiten«, sagt Ruwen Konzelmann. Das SMGW erlaubt es jetzt, innerhalb der sichern Kommunikations-Infrastruktur mit Messgeräten in den Bereichen Strom, Gas, Wasser und Wärme zu arbeiten oder auch jeden anderen kompatiblen Sensor einzubinden. Das ermöglicht es, Messdaten zu erheben, so dass der Energieversorger abrechnen, informieren und ggf. steuern kann. Oder eben die Daten auch sicher dritten Systemen, wie dmn KNX-Energiemanagement und dem KNX-Gebäude selbst zur weiteren Verarbeitungzu übergeben.

Das gesamte Bild im Zusammenhan
Das gesamte Bild im Zusammenhang: Vom Smart Grid über den SMGW-Sicherheitsanker für den Zugang ins Gebäude über die vom FNN standardisierte Steuerbox und das Mehrwertmodul von Theben. Dort finden Wirkleistungsbegrenzungen und -überwachung sowie Wirkleistungsüberwachung am Einspeisepunkt durchführen können, wieder standardisiert, indem die KNX-Funktionsblöcke verwendet werden.
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Um dritte Systeme, wie beispielsweise ein KNX System, möglichst einfach und standardisiert in die sichere Kommunikations-Infrastruktur einbinden zu können, hat Theben ein Mehrwert-Modul entwickelt, das einfach auf das SMGW aufgesteckt wird. Bei dem Modul handelt es sich um eine eigene Prozessor-Speicher-Plattform, über die sehr einfach und standardisiert Drittsysteme wie KNX erreichbar sind.

Das dritte Element der Plattform bildet die Steuerbox, die neben ihrer intelligenten und flexiblen Architektur zusätzlich mit Relais ausgestattet ist, und über das SMGW mit dem KNX-System verbunden ist. Das ermöglicht effizientes Energiemanagement mit KNX im Gebäude. Schalten und Steuern von Geräten und Anlagen intelligent und sicher, durch die Kombination SMGW+KNX.  »Aktuell arbeiten wir noch an einem möglichst eichfachen Zusammenspiel von BSI Sicherheitsarchitektur und KNX System. Eine Lösung könnte eine App in Richtung ETS Software darstellen, hierbei sind wir aber noch im konzeptionellen Status innerhalb der KNX Association«, erklärt Konzelmann.

Damit hat Theben einen sicheren und standardisierten Weg aufgezeigt, um das KNX-Energiemanagement in die sichere Kommunikations-Infrastruktur des Smart Meter Gateways einzubinden. »Und zwar komplett und standardisiert, ein ganz wichtiges Element des Erfolgs von KNX über die letzten Jahrzehnte«, betont Konzelmann. »Der Aufbau einer sicheren Infrastruktur geht nicht ohne Standardisierung.«

Das führt ihn auf die Gleichung »SMGW + KNX = Zukunftssicher«. Denn das BSI-zertifizierte SMGW arbeitet im sicheren Bereich – interoperabel und mit standardisierten Strukturen – die dann in der standardisierten KNX-Welt nutzbar sind. »Ein weiterer Schritt für den Erfolg der Energie- und Verkehrswende – ja sogar der Klimawende«, so das Fazit von Ruwen Konzelmann.


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