KNX — Lernseite & Mini-Test

Was ist KNX?

KNX ist ein offener Standard für die Gebäudeautomation im Wohn- und Zweckbau. Die Produktzertifizierung durch die KNX Association garantiert Interoperabilität & Kommunikationsfähigkeit zwischen Geräten verschiedener Hersteller.

Internationaler Standard

CENELEC (EU): EN 50090
CEN (EU): EN 13321-1/2
ISO/IEC (Int.): ISO/IEC 14543-3
SAC (China): GB/Z 20965
ANSI/ASHRAE (USA): Standard 135

Kernfakten

Eine herstellerunabhängige Software: ETS (Engineering Tool Software)
Kompatibel mit EIB (European Installation Bus)
Koppelbar mit anderen Systemen (z.B. BACnet, DALI)
Anwendungen: Beleuchtung, HLK, Beschattung, Energie, Sicherheit, Metering …

EinordnungKNX sitzt auf der Feldebene / Raumautomation und gilt als das «dezentrale» System der klassischen GA-Welt — im Gegensatz zu BACnet («zentral», Management/Automation). LON/LonMark ist heute obsolet.

Dezentrales Bussystem

Der zentrale Charakterzug von KNX: Es gibt keinen Master. Die Intelligenz ist gleichmässig über alle Teilnehmer verteilt — jeder Teilnehmer hat einen eigenen Mikroprozessor. Controller sind möglich, aber meist nicht nötig.

Fig. 1 — Dezentrale vs. zentrale Intelligenz

Vorteile dezentral

kein Single Point of Failure (ausfallrobust)
weniger Material / Verkabelungsaufwand
flexibel erweiterbar

Nachteile dezentral

geringere Performance als ein zentraler Controller
komplexer in Programmierung/Parametrierung
bei komplexen Aufgaben (z.B. Storen) oft Controller nötig

Funktionsweise

Ein Sender (z.B. Sensor) schickt ein Telegramm auf den Bus. Jedes Telegramm wird von sämtlichen Teilnehmern empfangen — aber nur die mit der passenden Gruppenadresse reagieren. Die Funktion jedes Teilnehmers bestimmt die Programmierung.

Fig. 2 — Telegramm = Ereignis senden, passender Empfänger handelt

KernaussageKein Master. Jedes Telegramm geht an alle. Nur Geräte mit passender Gruppenadresse werten es aus und senden eine Quittung. Die physikalische Adresse identifiziert das Gerät bei der Inbetriebnahme.

Elektroinstallation

KNX trennt Kommunikation und Energie: Der Bus (Kleinspannung) und die Last-Stromversorgung (230 V / 400 V) laufen in zwei getrennten Netzen.

KNX-Bus = Kommunikation + Minimalversorgung der Geräte (max. 500 mW pro Teilnehmer).
KNX-Netzteil: 29 V DC (am Gerät ~24 V), erhältlich mit 160 / 320 / 640 mA.
Das zweite Adernpaar im Kabel ist optionale Zusatzenergie (z.B. 29 V DC).
Bus-Medium = verdrilltes Zweidrahtkabel (Twisted Pair).

MerkeLast-Strom (230/400 V) und Bus sind physisch getrennt. Über den Bus selbst zieht ein Gerät nur Minimalleistung — die eigentliche Schaltleistung kommt über das separate 230/400-V-Netz zum Aktor.

Netzwerkoptionen

KNX kennt mehrere Übertragungsmedien. Der Klassiker ist TP; IP dient als schneller Backbone.

Option	Prinzip	Vorteile	Nachteile
KNX TP Twisted Pair	Zweidraht, 9'600 bit/s, ~24 V	billig, einfache Installation, weit verbreitet	langsam
KNX PL Power Line	Trägerfrequenz übers Stromnetz, 1'200 bit/s	nutzt Stromnetz, keine extra Leitung	sehr langsam, nicht mit jedem Netz
KNX RF Radio Frequency	Funk, 16,4 kbit/s/Kanal, 868,3 MHz	drahtlos	Interferenzen, keine Fernspeisung, selten
KNX IP Internet Protocol	über UDP, Datenrate je nach Ethernet	schnell, nutzt IP-Infrastruktur (Backbone)	höherer Stromverbrauch, teurer

PrüfungszahlTP1 = 9'600 bit/s — die zentrale Zahl. Real ergibt das nur ~30–50 Gruppentelegramme/s, für Raumautomation aber völlig ausreichend (ereignisbasiert).

Standard-Datentelegramm

Ein KNX-Telegramm besteht aus festen Feldern. Du solltest die Felder und ihre Funktion kennen.

Fig. 3 — Felder des Standard-Datentelegramms

Feld	Grösse	Funktion
Kontrollfeld	1 Byte	Priorität (System / Alarm / hoch / niedrig); Wiederholung ja/nein
Absenderadresse	2 Byte	immer physikalische Adresse (Bereich.Linie.Teilnehmer)
Zieladresse	2 Byte	physikalische oder Gruppenadresse
DAF	1 Bit	Einzel- oder Gruppen-Telegramm
Routingzähler	3 Bit	bestimmt, wie weit das Telegramm verteilt wird
Nutzdatenlänge	4 Bit	Länge = Wert + 1
Nutzdaten	2–16 Byte	Schalten, Dimmen, Zeit …
Prüffeld (BCC)	1 Byte	Blockparitätsprüfung (Fehlererkennung)

Topologie

KNX ist hierarchisch in Bereiche → Linien → Teilnehmer gegliedert, verbunden über Koppler.

TLN — Teilnehmer (Knoten)
SV — Spannungsversorgung & Drossel
LK — Linienkoppler («KNX-Switch»): verbindet Linie ↔ Hauptlinie
BK — Bereichskoppler: verbindet Bereich ↔ Bereichslinie (Backbone)

Fig. 4 — Bereiche, Hauptlinien, Linien und Koppler

MengengerüstMaximal 1 Bereichslinie (Backbone). Adressstruktur erlaubt Bereich 0–15, Linie 0–15, Teilnehmer 0–255. Pro Liniensegment physisch ca. max. 64 Geräte (durch die Bus-Speisung begrenzt); jedes Segment braucht eine eigene SV.

Adressierung

Das prüfungswichtigste Thema: KNX kennt zwei Adresstypen mit völlig unterschiedlichem Zweck.

Physikalische Adresse ≈ MAC

Bereich . Linie . Teilnehmer — z.B. 1.1.3

physikalisch strukturiert (z.B. Bereich pro Stockwerk)
einmalig im ganzen Netzwerk
wird vor der Inbetriebnahme zugewiesen & ins Gerät einprogrammiert
Zweck: Inbetriebnahme, Programmierung, Diagnose
im Normalbetrieb ohne Bedeutung

Gruppenadresse ≈ virtuelle Verdrahtung

Hauptgruppe / Mittelgruppe / Untergruppe — z.B. 1/1/0

logisch strukturiert (z.B. HG = Gebäudeteil, MG = Gewerk, UG = Funktion)
verbindet Geräte virtuell → «virtuelle Verdrahtung»
kann auch im Betrieb (neu) zugewiesen werden
Aktoren können mehrere Gruppenadressen abhören (z.B. einzeln + stockwerkweise)
Sensoren nutzen nur eine Gruppenadresse pro Telegramm

PrüfungsfallePhysikalische Adresse = wo das Gerät steckt (Inbetriebnahme, einmalig, im Betrieb egal). Gruppenadresse = welche Funktion es bedient (virtuelle Verdrahtung, im Betrieb relevant). Beispiel: Taster mit Gruppenadresse 1/1/0 sendet «1» → nur Aktoren mit 1/1/0 schalten + quittieren.

ETSDie Engineering Tool Software ist das herstellerunabhängige Werkzeug zur Planung, Adressvergabe und Konfiguration. Die physikalische Adresse wird per Programmiertaste am Gerät zugewiesen.

KNX modern

KNX IoT

Erweiterung für die Integration ins Internet der Dinge: Anbindung an Cloud-Dienste, mobile Apps und andere IoT-Plattformen. Übertragung u.a. über Thread-Netzwerke möglich.

KNX Secure

Sicherheitserweiterung gegen unbefugten Zugriff & Manipulation: Authentifizierung, Verschlüsselung, Schutz vor Replay-Angriffen, Schlüsselmanagement.

Parallele zu BACnet/SCAuch hier gilt das Zero-Trust-Muster: Authentifizierung (wer darf) + Verschlüsselung (Daten nur mit Schlüssel lesbar).

So baust du es auf

Beispiel Bürogebäude (UG–OG4, ~100 Teilnehmer/Stockwerk, Gewerke Wärme/Lüftung/Beleuchtung/Sonnenschutz). So denkst du ein sinnvolles Adressierungsschema durch.

Physikalisch (Topologie)

Bereich = Gebäude / Flügel
Linie = Stockwerk (eigene SV pro Linie)
Teilnehmer = Gerät auf dem Stockwerk
z.B. 1.2.5 = Bereich 1, Etage 2, Gerät 5

Gruppen (Funktion)

HG = Gebäudeteil/Etage
MG = Gewerk (Licht, Storen, Heizung …)
UG = konkrete Funktion
z.B. 1/2/1 = Etage 1, Jalousie, Lamelle

Fig. 5 — Eine Linie pro Stockwerk, Gewerke über Gruppenadressen

DenkschemaPhysikalische Adresse folgt der Baustruktur (wo). Gruppenadresse folgt der Funktionslogik (was). Beide trennen — dann bleibt die Anlage erweiterbar und im Betrieb umkonfigurierbar.