AT410270B

AT410270B - Verteilersystem

Info

Publication number: AT410270B
Application number: AT0046300A
Authority: AT
Original assignee: Harbauer Heinrich
Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2000-03-20
Publication date: 2003-03-25
Also published as: AU3710801A; WO2001071886A1; ATA4632000A; DE20118086U1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verteilersystem für zwei oder mehrere Verbraucher, insbesondere Wechselstromverbraucher, wobei jedem Verbraucher ein eigener Baugruppenmodul zugeordnet ist, der den Strom zum jeweiligen Verbraucher festlegt, wobei der Baugruppenmodul mit einem gemeinsamen Zentral modul in Verbindung steht und Lastschaltelemente in den zu den Verbrau- chern führenden Leitungen ansteuert.

In der DE 195 07 039 A1 wird eine gattungsgemässe Einrichtung gezeigt, bei der jedem Verbraucher elektrischer Energie ein Verbinder zur Ankopplung an die Energieversorgung zuge- ordnet ist. Hierbei steht jeder Verbinder mit einer zentralen Kontrolleinheit in Verbindung und weist einen Leistungsschalter auf. Die Ansteuerung der Leistungsschalter eines individuellen Verbinders von der Kontrolleinheit aus ist über einen Datenbus mittels codierten Signalen realisiert. Hierbei empfangen zunächst alle angeschlossenen Verbindereinheiten das codierte Signal. Ausgewertet wird das codierte Signal jedoch nur von der dem Code entsprechend konfigurierten Verbinderein- heit. Es ist mit dieser Anordnung somit zwar die individuelle Ansteuerung von einzelnen Leistungs- schaltern in einem Netz möglich.

Die Art der Kommunikation ist jedoch auf fest vorab definierte Befehle und Abfragen eingeschränkt und damit unflexibel.

Ausgangspunkt zur Entwicklung sind des weiteren Verteilersysteme für zwei oder mehrere elektrische Verbraucher, wie sie beispielsweise in den erteilten europäischen Patenten EP 0 641 057 B1 und EP 0 641 056 B1 beschrieben sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beibehaltung der bisherigen Funktionalitäten die Realisie- rung konstruktiv zu vereinfachen und die Möglichkeit weiterer und flexibel beeinflussbarer Funktio- nalitäten zu schaffen.

Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verteilersystem der eingangs genannten Gattung da- durch erreicht, dass jeder Baugruppenmodul einen Mikroprozessor aufweist, der über einen digita- len Datenbus, vorzugsweise einen CAN-Bus, mit einem gemeinsamen Zentralmodul in Verbindung steht.

Durch den Einsatz eines Mikroprozessors in jedem Baugruppenmodul wird dieser mit einer eigenen Intelligenz ausgestattet und kann daher die vielfältigsten Steuer- und Regelfunktionen für den angeschlossenen Verbraucher zuverlässig und im wesentlichen frei programmierbar ausfüh- ren.

Die einzelnen Baugruppenmodule stehen dabei über einen digitalen Datenbus, beispielsweise einen CAN-Bus, mit einem Zentralmodul in Verbindung. Über diesen Zentralmodul können Mess- und Einstelldaten aus den einzelnen Baugruppenmodulen angezeigt werden. Ausserdem ist es möglich, die Mikroprozessoren der einzelnen Baugruppenmodule von diesem Zentralmodul über den CAN-Bus anzusprechen und damit beispielsweise bestimmte Steuer- oder Schaltfunktionen der Lastschaltelemente in den zu den Verbrauchern führenden Leitungen auszulösen.

Der Zentralmodul selbst kann vorzugsweise über eine parallele Schnittstelle mit einem Perso- nal Computer (PC) in Verbindung stehen. Somit kann das gesamte Verteilersystem von diesem Personal Computer aus bedient bzw. erfasst werden. Dazu weist der Zentralmodul einen im Handel erhältlichen Umsetzprozessor auf, der für die Datenübertragung zwischen der parallelen Schnitt- stelle und dem CAN-Bus sorgt.

Wie die bisherigen Systeme kennt auch das neue System einen Handbetrieb, bei dem jeder Baugruppenmodul vor Ort einfach per Hand über Stellelemente auf der Vorderseite bedient wird.

Daneben gibt es die oben besprochene Fernsteuerung bzw. Fernüberwachung der einzelnen Baugruppenmodule vom Zentralmodul aus über den digitalen Bus (CAN-Bus).

Um eine Abwärtskompatibilität mit bisherigen meist von Relais aus gesteuerten Systemen zu erhalten, ist gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein zweiter Fernsteuerungsmodus gegeben ist, bei dem der Mikroprozessor der einzelnen Baugruppenmodule über gesonderte Digitaleingänge Steuersignale empfängt, in deren Abhängigkeit er die Lastschalt- elemente zu den einzelnen Verbrauchern steuert. Es gibt also sozusagen in der Hierarchie zwi- schen der lokalen Handsteuerung und der Fernsteuerung über den CAN-Bus auch noch einen weiteren einfacheren Fernsteuermodus, der beispielsweise von Relais aus über eine Schwach- stromsteckerleiste eine Steuerung erlaubt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbe- schreibung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Verteiler-

Systems, die Fig 2a zeigt die Frontseite des Zentralmoduls, die Fig. 2b zeigt die Frontseite eines Baugruppenmoduls.

Die Fig. 1 zeigt drei gesonderte Baugruppenmodule 1, 2,3, die die Aufgabe haben, den Strom aus einer Starkstromleitung 4 (beispielsweise in einer Starkstromsteckerleiste) zu den jeweils zugeordneten Verbrauchern (hier Motoren M1, M2 bzw. M3) zu steuern.

Der Aufbau eines solchen Baugruppenmoduls wird anhand des Baugruppenmoduls 1 be- schreiben. Die Baugruppenmodule 2 und 3 sind analog aufgebaut.

Bei der Starkstromleitung 4 handelt es sich um eine dreiphasige Wechselstromleitung, die je- doch ausserhalb der Baugruppenmodule der Einfachheit halber nur mit einem einzelnen durchge- henden Strich angedeutet ist. Im Inneren des Baugruppenmoduls 1 sind diese drei Phasen einzeln dargestellt. In jeder Phase befindet sich das eigentliche Lastschaltelement 5, beispielsweise ein Triac. Erfindungsgemäss werden diese Lastschaltelemente 5 vom Mikroprozessor 6 angesteuert, der über einen digitalen Bus, beispielsweise einen CAN-Bus mit dem Zentralmodul 7 in Verbindung steht.

In den drei Phasen des Lastteiles sind drei Strommesseinrichtungen 26 vorgesehen, die ihre Messdaten über Leitungen 8 dem Mikroprozessor 6 zuführen. Vor und hinter den Sicherungen 27 in den einzelnen drei Phasen werden jeweils die Spannungen an den Spannungsmesseinrichtungen 24,25 abgenommen und ebenfalls als Eingänge 9 bzw. 10 dem Mikroprozessor zugeführt. Grund- sätzlich ist es auch möglich, lediglich die Spannung vor oder hinter den Sicherungen 27 zu erfas- sen. Auch ist es im allgemeinen ausreichend, den Strom einer einzelnen Phase mittels einer Strommesseinrichtung 26 zu erfassen, sodass sich die Überwachung aller drei Phasen im Hinblick auf den Strom erübrigt. In Abhängigkeit von diesen Messsignalen und einer Steuervorgabe schaltet nun der Mikroprozessor 6 die Lastschaltelemente 5 des Motors (beispielsweise Motorvorlauf bzw.

Motorrücklauf).

Die Steuerdaten des CAN-Busses 11 können beispielsweise von einem PC 12 aus zur Verfü- gung gestellt werden. Dazu weist der Zentralmodul 7 eine parallele Schnittstelle 13 und einen Umsetzprozessor 14 auf, der diese Schnittstellendaten in CAN-Bus-Daten umsetzt. Umgekehrt ist natürlich auch eine Darstellung von Messdaten aus dem Verteilersystem am PC 12 möglich.

Ausserdem weist der Zentralmodul 7 an seiner Vorderseite 7a vorzugsweise zwei Anzeigen auf.

Eine Anzeige 15 zeigt den momentan angesprochenen Baugruppenmodul an, während die zweite Anzeige 16 dort erfasste bzw. dort eingestellte Stromwerte anzeigen kann.

Jeder Baugruppenmodul weist gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung drei verschiedene Betriebsmodi auf. Diese Betriebsmodi sind über einen Handschalter 17 an der Vor- derseite 1a des jeweiligen Baugruppenmoduls einstellbar, wobei der eingestellte Modus über Leuchtdioden 18 angezeigt wird.

Im Handbetriebsmodus erfolgt eine vor Ort Steuerung über Stellelemente 19 und 20 an der Vorderseite 1a des Baugruppenmoduls selbst. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei diesen Stellelementen um einen Schalter 19 für Vor- bzw. Rücklauf des Motors sowie um ein Potentiometer 20 zur Einstellung eines Stromschwellwertes, ab dem automatisch eine Abschal- tung erfolgt.

Neben diesem Handbetriebsmodus weist der Baugruppenmodul 1 auch einen ersten Fern- steuermodus auf, bei dem der Mikroprozessor 6 Daten über den CAN-Bus 11empfängt 7und in Abhängigkeit davon die Lastschaltelemente 5 zu den einzelnen Verbrauchern M1 etc. steuert.

Um eine Abwärtskompatibilität zu erreichen, gibt es noch einen zweiten Fernsteuermodus, bei dem der Mikroprozessor 6 über gesonderte Dateneingänge 21, beispielsweise über Relais ge- schaltet ist (nicht dargestellt).

Darüber hinaus weist die Vorderseite 1a des Baugruppenmoduls 1 noch eine Leuchte 28 zur Anzeige einer Störung sowie drei Leuchten 22 zur Anzeige des Spannungs- bzw. Sicherungszu- standes der einzelnen drei Phasen auf. Über Leuchtdioden 23 kann der Motorvorlauf bzw. der Motorrücklauf angezeigt werden.

Weitere Anwendungsbeispiele und mögliche Funktionalitäten ergeben sich aus der bereits ein- gangs erwähnten EP 0 641 056 B1 und EP 0 641 057 B1. Darüber hinaus erlaubt die Verwendung des Mikroprozessors abgesehen von einem konstruktiv einfacheren Aufbau noch die Realisierung weiterer Schalt-, Steuer- bzw. Regelfunktionalitäten, wobei die freie Programmierbarkeit insbeson-

dere von einem PC 12 aus von besonderem Vorteil ist.

PATENTANSPRÜCHE: 1 Verteilersystem für zwei oder mehrere Verbraucher, insbesondere Wechselstromverbrau- cher, wobei jedem Verbraucher ein eigener Baugruppenmodul zugeordnet ist, der den
Strom zum jeweiligen Verbraucher festlegt, wobei der Baugruppenmodul mit einem ge- meinsamen Zentralmodul in Verbindung steht und Lastschaltelemente in den zu den Ver- brauchern führenden Leitungen ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Baugrup- penmodul (1,2, 3) einen Mikroprozessor (6) aufweist, der über einen digitalen Datenbus (11), vorzugsweise einen CAN-Bus, mit dem gemeinsamen Zentralmodul (7) in Verbin- dung steht.

Claims

2. Verteilersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Baugruppenmodul (1,2, 3) mindestens eine mit dem Mikroprozessor (6) in Verbindung stehende Strommess- einrichtung (26) und/oder eine Spannungsmesseinrichtung (24,25) aufweist.

3. Verteilersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zwei- oder mehrphasigen Wechselstrom für jede Phase eine Spannungsmessung (24,25), vorzugs- weise vor und hinter einer Sicherung, und in zumindest einer Phase eine Strommessung (26) erfolgt.

4 Verteilersystem nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmoduie über eine Steckverbindung mit einer Starkstromsteckerleiste und mindestens eine Schwachstromsteckerleiste verbindbar sind, welche auch den digitalen Bus (11) führt.

5. Verteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (6) jedes Baugruppenmoduls (1,2, 3) auf drei verschiedene Betriebsmodi einstellbar ist, nämlich a) einen Handbetnebsmodus, in dem über Stellelemente (19, 20) auf der Vorderseite (1a) des Baugruppenmoduls (1,2, 3) die Lastschaltelemente (5) zu den Verbrauchern (M1, M2, M3) vor Ort steuerbar sind, b) einen ersten Fernsteuermodus, bei dem der Mikroprozessor (6) über den digitalen Bus (11) Steuersignale empfängt, in deren Abhängigkeit er die Lastschaltelemente (5) an- steuert, c) einen zweiten Fernsteuermodus, bei dem der Mikroprozessor (6) über gesonderte Digitaleingänge (21) - vorzugsweise von Relais aus - Steuersignale empfängt, in deren Abhängigkeit er die Lastschaltelemente (5) ansteuert.

6. Verteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralmodul (7) eine vorzugsweise parallele Schnittstelle (13) zum Anschluss eines Com- puters (12), vorzugsweise eines Personal Computers, sowie einen Umsetzprozessor (14) für die Datenübertragung zwischen Schnittstelle (13) und digitalem Bus (11) aufweist.

7. Verteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralmodul (7) zumindest eine Anzeige (15,16) für über den digitalen Bus übertragene Mess- und/oder Einstelldaten aus den einzelnen Baugruppenmodulen (1,2, 3) aufweist.