EP0941635A1 - Einrichtung zur überwachung, steuerung und regelung von unterflurfeuern einer strassenbefeuerungsanlage - Google Patents

Einrichtung zur überwachung, steuerung und regelung von unterflurfeuern einer strassenbefeuerungsanlage

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Publication number
EP0941635A1
EP0941635A1 EP97949976A EP97949976A EP0941635A1 EP 0941635 A1 EP0941635 A1 EP 0941635A1 EP 97949976 A EP97949976 A EP 97949976A EP 97949976 A EP97949976 A EP 97949976A EP 0941635 A1 EP0941635 A1 EP 0941635A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microcontroller
lamp
underfloor
circuit
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97949976A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Schmidt
Hans Werner Otto
Henning Woock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP0941635A1 publication Critical patent/EP0941635A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/21—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in parallel
    • H05B47/22—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in parallel with communication between the lamps and a central unit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring, controlling and regulating underfloor lights of a street lighting system, in which each underfloor light has at least one lamp, each of which is associated with a transceiver device with a microcontroller, which is connected via a power supply line and a router a control center which has a transmitting / receiving part and a control computer, is connected and can be acted upon from there with control commands.
  • the present invention is based on the object, on the basis of the above-mentioned prior art, to provide a device for monitoring, controlling and regulating underfloor lights of a street lighting system, by means of which a large number of lamps in underfloor lights are particularly advantageous, but nevertheless can be controlled, monitored and regulated centrally without the need for additional lines, whereby high demands are placed on the security-relevant transmission technology and the hardware-related design of the components used decentrally.
  • microcontrollers of the underfloor lights are components of a LON (locally operating network) which contains application-specific components, e.g. Switching and monitoring elements.
  • LON locally operating network
  • the microcontroller is designed as a one-chip controller, which leads to leads to considerable savings in terms of technical, constructive and economic expenditure.
  • the microcontroller advantageously has an EEPROM, a RAM, three CPU, a clocking and control block with clock / timer elements, an application input / output block and a communication port, the EEPROM, the RAM, the three CPU , the application input / output block and the communication port by means of an internal address bus and an internal data bus and the EEPROM, the RAM, the three CPU, the application input / output block, the communication port and the clocking and control -Block are connected to each other by means of a timing and control line.
  • the microcontroller's EEPROM expediently has 512 bytes, wherein network parameters and application programs can be stored in it.
  • the three CPUs of the microcontroller should advantageously each be designed as an 8-bit CPU.
  • the other two CPUs of the microcontroller can be used.
  • LONTALK protocol processing can be used, whereby the processable protocols have all seven layers of the reference model according to ISO / OSI.
  • the application input / output block can advantageously be used as a parallel interface to an external microprocessor with eight data and three control lines.
  • the application input / output block of the microcontroller has a 16-bit Load register, a counting device, a latch, a clock source, four 20 mA sink curling pins four, a programmable pull-up and possibly other elements.
  • the communication port of the microcontroller advantageously has five network interface pins, by means of which it connects to a baseband medium, e.g. can be connected to a twisted pair cable, or to an external transceiver.
  • the microcontroller can have a low-voltage detector and reset circuit, by means of which faulty operation or faults in the EEPROM can be prevented if the applied voltage is less than 4.1 VDL +/- 300 mV tolerance.
  • microcontroller does not have a ROM, it is useful if it has an external memory interface.
  • the RAM of the microcontroller can then have advantageous 2048 bytes.
  • the microcontroller has a RAM with 1024 or 2048 bytes and a ROM with 10240 bytes.
  • Each microcontroller has a unique, captive identification number, by means of which the lamp function status can be linked to an address, which preferably has 48 bits and for which 6 bytes of the EEPROM can be used.
  • the microcontroller should expediently have a service pen, so that an effective network device is possible.
  • Each underfloor light should have a lamp brightness control circuit that sets a predetermined lamp current setpoint via a pulse width modulation element and adjusts the actual value that is set.
  • This lamp brightness control circuit is advantageously designed for load dependency and line length compensation of the drop voltage or the voltage drop.
  • a switching power supply is advantageously provided which has a toroidal core transformer as the separating element which, in cooperation with the pulse width modulation element, determines the transmitted power.
  • each underfloor light is expediently provided with a disconnection circuit, which brings about a rapid disconnection in the event of impermissible currents and after troubleshooting, e.g. by lamp replacement, this separation cancels.
  • a measuring circuit is provided, via which a disconnection and a re-connection can be detected by the microcontroller.
  • all the loop functions can be detected by means of the measuring circuit and entered into the microcontroller, in which the actual lamp values are comparable with the lamp setpoints.
  • each underfloor light has a supply circuit by means of which the lamp current can be adapted to the supply voltage.
  • Each underfloor light should advantageously have an actuator circuit by means of which a signal can be generated, by means of which the true functional state of the lamp, for example lamp defect, line break or short circuit, can be reported back.
  • Each underfloor light should also be provided with a further supply circuit for the microcontroller, which ensures that a differentiated message can be sent to the LON in the event of faults in the lamp circuit.
  • function data on the state of the individual circuits can be reported to the control center by means of the microcontroller, which leads to considerable savings in maintenance and repair.
  • the individual underfloor lights are connected to the main power supply line via a detachable connection, in particular via a pressure water-protected first plug connection, which is preferably designed as a Schuko plug connection.
  • the lamp of the underfloor light can have an internal second plug connection, which is preferably designed as a two-pole FAA plug connection, and by means of which it is connected to elements of the underfloor light connected upstream of it.
  • the individual underfloor lights can expediently be lifted out of their seat in the street and separated from the main power supply line by means of the first plug connection.
  • the affiliation of individual underfloor lights to predefinable underfloor fire groups or underfloor fire chains, whereby the respective affiliation can be configured via the power supply line, ensures great variability and adaptation. ability of the street lighting system to meet different requirements.
  • the communication on the power supply line should be feasible in the C-band according to CENELEC, so that the standards applicable in Europe can be met.
  • the underfloor lights are advantageously connected in parallel on the power supply line.
  • the microcontrollers and the other switching and monitoring components of the underfloor light which are connected upstream of the lamp, are arranged on a circuit board which is adapted to the shape of a housing of the underfloor light and is fastened in the underfloor light so that it is shock and vibration-proof.
  • Each underfloor light advantageously has a module part which has the microcontroller and the switching and monitoring components connected upstream of the lamp of the underfloor light. This part of the module enables quick repairs in the event of malfunctions, since it can be easily replaced.
  • each underfloor light can be connected to the main power supply line by means of the pressurized water-protected plug connection and to the lamp of the underfloor light by means of the internal second plug connection.
  • each underfloor light has a metallic, earthed housing. If the circuit board is crescent-shaped, it can be arranged around the lamp of the underfloor light, which results in a flat design of the underfloor light.
  • the module part is cast in watertight, a cable tail being provided for each of the two plug connections.
  • the module part is advantageously arranged next to or around the lamp of the underfloor light, and the housing can be adapted to the crescent-shaped configuration of the circuit board.
  • the inventive device means that an almost potential-free operation of the underfloor light is possible with minimal energy consumption, with very low energy consumption occurring in standby mode.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of a device according to the invention for monitoring, controlling and regulating
  • Underfloor lighting of a street lighting system 2 shows a block diagram of a module part and a lamp of an underfloor light; 3 shows the spatial arrangement of underfloor lights, with multiple underfloor lights being provided; 4 shows a microcontroller of an underfloor light of the device according to the invention; 5 shows a schematic diagram of the underfloor light and its connection to the power supply line; 6 shows a plan view of a module part of the device according to the invention; 7 shows a bottom view of the module part shown in FIG. 6; and FIG. 8 shows a plan view of an underfloor fire of the device according to the invention.
  • a device shown in principle in FIG. 1 for monitoring, controlling and regulating underfloor lights of a street lighting system is subdivided into data communication within a LON (Local Operating Network) 1, into the control and monitoring by means of a control center designed as a PC 2 in the exemplary embodiment shown and the function of a module part 3 shown in detail in FIG. 2, of which each underfloor light 4 has one.
  • LON Local Operating Network
  • the data communication between the module part 3 of the underfloor light 4 and the PC 2 forming the center is implemented in the LON.
  • the transmission method is based on a differential Manchester code with a bit synchronization that can be adapted to the respective communication medium.
  • a CSMA procedure with access priorities realizes the collision avoidance. Priorities can be assigned for important messages.
  • routers 8 While data communication within operating buildings preferably takes place via twisted two-wire lines 5, since a high transmission rate is required there, routers 8 are installed in the area of the main low-voltage distributors, by means of which data protocols are integrated into one or more
  • Supply networks 6 can be coupled.
  • a star-shaped feed into the distribution level can take place.
  • the transmitters 9 for the power supply line 6 and the routers 8 via the twisted two-wire lines 5 to the LON 1 operate in the C-band according to CENELEC, which is approved for Europe.
  • the PC 2 forming the central unit takes over the central configuration, control and monitoring of the lights of the underfloor lights 4 which may have several lamps 10 via the module parts 3 thereof. It is possible to integrate several PC 2 without hierarchy at different locations in the LON, which then work redundantly and can monitor each other.
  • each module part 3 is configured with the PC 2 with regard to its affiliation with the underfloor fire chains 11, 12, 13, 14, 15, 16 shown in FIG.
  • the corresponding data are loaded into the respective module parts 3 of the underfloor light 4, where they are stored captively.
  • the underfloor fire chains 11 and 13 form a transition from a carriageway 17 to an adjacent carriageway 18, and thus an underfloor fire chain group 11, 13.
  • the underfloor fire chains 12 and 14 form a transition from the carriageway 18 to the Road 17 and thus an underfloor fire chain group 12, 14. Because of the overlapping underfloor fire chains 11, 12, 13, 14, underfloor lights 4A are provided, which belong to different underfloor fire chains and underfloor fire chain groups.
  • a graphic user interface on the PC 2 takes over the representation of the module parts 3, different colors of the symbols of the module parts 3 signaling the different operating and error states of the module parts 3 with their connected lamps 10.
  • a history function makes it possible to record the on-time of all module parts 3 and the lamps 10 assigned to them and automatically gives maintenance instructions for replacing lamps.
  • the lamp work is taken as a basis here, since there is an extension of the service life when operating below the nominal data.
  • All history and maintenance data are stored in a file that can be expanded from the system of the facility.
  • Operating times, malfunctions and selection messages of the module parts 3 can be freely combined with a PC 2 in groups and arranged according to priorities; these can be further processed via data traffic with other control room computers and automatically forwarded to the maintenance companies.
  • the assembly date of the respective lamp 10 and the total operating time can be determined from each module part 3 according to the working history.
  • a "service terminal” function is available, with which the new module part 3 is assigned the data of the defective module part 3 by a PC 2, so that the work within the street lighting system is based solely on changing the Module part 3 limited.
  • All module parts 3 can be individually controlled by the PC 2 for test purposes with variable illuminance levels.
  • a traffic control computer can use a PC to call up 2 freely programmable scenarios relating to the actuation of the underfloor fire chains 11, 12, 13, 14, 15, 16; however, the PC 2 can also function as a traffic control computer.
  • the computer coupling to external systems is implemented, for example, by an RS 232 interface.
  • the module part 3 shown in FIG. 2 in its block diagram serves to control and monitor one lamp 10 of an underfloor light 4.
  • a isolating circuit 17 is provided in the series lamp circuit with the lamp 10, which ensures rapid separation of the lamp circuit part downstream from it and the lamp 10 of the underfloor light 4 also following it in the event of impermissible currents.
  • the isolating circuit 17 switches after a fault has been rectified, e.g. by means of a lamp exchange, the lamp circle again.
  • the separation of the lamp circuit downstream of the isolating circuit 17 is carried out by a microcon- troller 19 detected because there is an impermissible deviation of the actual value from the target value via a connecting line 20 in the microcontroller 19. This inadmissible deviation is available in the power supply line 6 or in the LON 1 by means of the transmitter 9. The same function applies to the return of the lamp circuit from the fault, for example after the lamp replacement has ended.
  • a supply circuit 21 adjusts the lamp voltage to the supply voltage when using low-voltage halogen lamps. Potential isolation can then be provided in such a lamp circuit.
  • An actuator circuit 22 enables the level of the current flowing through the output to be influenced by the lamp 10 when the lamp circuit is terminated.
  • the actuator circuit 22 receives its manipulated variable via a connecting line 23 from the microcontroller 19, in which a constant comparison of the current setpoint value with the lamp current actual value is carried out becomes. With this procedure, not only is the returned actual lamp current value checked, but the true functional state of the lamp 10 is also reported via the transformer 9 into the energy supply line 6 or the LON 1.
  • the microcontroller 19 contains the captive one
  • the desired functional operating state which the microcontroller 19 from the transmitter 9 from the supply network 6 or the LON 1, e.g. received by the PC 2 as an instruction, the microcontroller 19 can acknowledge via a connecting line 26, it must execute the instruction and then report the true state of the functional data via a connecting line 25 and the transmitter 9 into the LON 1 with address.
  • the module part 3 shown in principle in FIG. 2 is used in the case of the street lighting system according to the invention as a transmitter / receiver device for the underfloor light 4 and is via the LON 1, router 8 and the twisted two-wire lines 5 with the PC 2 acting as the central unit, which has a corresponding transmitting / receiving part and has a control computer in connection.
  • the microcontroller 19 of the module part 3 is designed as a one-chip controller.
  • the microcontroller 19 has an EEPROM 27, a RAM 28, three CPUs 29, 30, 31, a clocking and control block 32, an application input / output block 33 and a communication port 34, which is described via that described in FIG Transmitter 9 can connect to the LON.
  • the EEPROM 27, the RAM 28, the three CPU 29, 30, 31, the application input / output block and the communication port 34 are by means of an internal 16-bit address bus 35 and by means of an internal 8-bit data bus 36 connected to each other.
  • the EEPROM 27, the RAM 28, the three CPU 29, 30, 31, the application input / output block 33, the communication port 34 and the clocking and control block 32 are connected to one another by means of a timing and control line 37.
  • the EEPROM 27 of the microcontroller 19 has at least 512 bytes. Network parameters and application programs can be stored in it.
  • the three CPU 29, 30, 31 of the microcontroller 19 are each designed as an 8-bit CPU.
  • the first CPU 29 is used for application programs.
  • the two other CPU 30, 31 of the microcontroller 19 are used for LONTALK protocol processing.
  • 19 has eleven input / output connections 38 to 45 or 46, 47, 48, of which eight 38 to 45 can be used as data lines and three 46, 47, 48 as control lines if the application input / output block 33 is used as a parallel interface to an external microprocessor.
  • the application / input / output block 33 has a 16-bit load register, a counter, a latch, a clock source, four 20 mA sink curling pins, four programmable pull-ups and possibly other elements.
  • the communication port 34 of the microcontroller 19 has five network interface pins 49, by means of which it connects to a baseband medium, e.g. a twisted two-wire line, or can be connected to an external transceiver.
  • a baseband medium e.g. a twisted two-wire line
  • the clocking and control block 32 has a control block 50, a clock / timer block 51; the microcontroller can further have a low voltage detector and reset circuit 52.
  • the latter prevents erroneous operation or incorrect EEPROM values if the applied voltage is below a minimum voltage.
  • the control block 50 of the service block 32 has a reset and a service connection.
  • the clock / timer block 51 has a connection via which standard clock inputs of 20 MHz, 10 MHz, 5 MHz, 2.5 MHz, 1.25 MHz and 625 kHz are possible.
  • Two programmable 16-bit counters or timers are provided.
  • the microcontroller 19 can be connected to an external memory interface 53, which is shown in FIG. 4 only by the corresponding reference symbol.
  • the RAM 28 of the microcontroller 19 has 2048 bytes.
  • the RAM 28 of the microcontroller 19 has 1024 bytes and an additional ROM provided in the microcontroller 19 has 10240 bytes.
  • each module part 3 there is a unique identification number which is stored in a captive manner and by means of which a network address of the respective lamp 10 of the underfloor light 4 can be linked; the identification number has 48 bits; 6 bytes of EEPROM 27 can be used for this.
  • the microcontroller 19 also has a service pen.
  • FIG. 5 shows the connection of an underfloor light 4 to the power supply line 6.
  • a sleeve or a branch 54 is provided on the power supply line 6, the branching cable section 55 of which is connected to the module part 3 of the underfloor light 4 via a first plug-in connection 56, which is designed as a shockproof plug connection.
  • the module part 3 has a cable section 57, at the free end of which the first plug 56 on the module part side is provided.
  • the module part 3 On its side facing the lamp 10 of the underfloor light 4, the module part 3 likewise has a cable section 58, at the free end of which a second plug-in connection 59 inside the underfloor light is provided, by means of which the module part 3 can be connected to the lamp 10.
  • the second connector 59 is designed as a two-pole FAA connector.
  • FIGS. 6 and 7 show a top view and a bottom view of a circuit board 60 having the functional elements of the module part 3.
  • the circuit board 60 has a curved configuration so that, as can be seen from FIGS. 6 and 7, it is more or less crescent-shaped. Due to this crescent-shaped design of the circuit board 60, the module part 3 can practically be at the same level as the lamp 10 of the underfloor light 4 can be arranged around the lamp 10. This results in an overall particularly flat design of the underfloor light 4, with the result that it can be arranged in the pavement and bitumen area of a street, whereas underlying foundation elements of the street are not required for the arrangement of the underfloor light 4.
  • the circuit board 60 with the functional elements arranged on it is advantageously provided with a metallic housing 61, which is shown in FIG. 8 only in principle by the dashed line.
  • the circuit board 60 with the functional elements arranged on it can be cast in plastic in order to avoid any malfunctions due to moisture or the like. sure to rule out.
  • the cable ends 57, 58 protrude from the metallic housing 61 of the circuit board 60 or the module part 3, by means of which the module part 3, on the one hand, connects to the lamp 10 of the underfloor light 4 shown in FIG. 8 and, on the other hand, to the power supply line, not shown in FIG 6 can be connected.
  • the underfloor light 4 has a housing 62 which can be lifted out of its seat in the street and can be separated from the power supply line 6 by the first plug connection 56.
  • a lamp 10 e.g. a 65 watt lamp can be used.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Bei einer Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Straßenbefeuerungsanlage weist jedes Unterflurfeuer zumindest eine Lampe (10) auf. Das Unterflurfeuer hat eine Sender/Empfängereinrichtung (3) mit einem Microcontroller, die über eine Energieversorgungsleitung (6) und einen Router (8) an eine Zentrale (2), die eine Sende/Empfangsteil und einen Steuerrechner aufweist, angeschlossen ist; von der Zentrale ist die Sender/Empfängereinrichtung (3) mit Steuerungsbefehlen beaufschlagbar. Um eine derartige Straßenbefeuerungsanlage bzw. deren Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung der Unterflurfeuer mit möglichst geringem technisch-konstruktiven und wirtschaftlichen Aufwand auszugestalten, ist der Microcontroller jedes Unterflurfeuers Bestandteil eines LON (1), das darüber hinaus applikationsspezifische Komponenten, z.B. Schalt- und Überwachungselemente, aufweist.

Description

Beschreibung
Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Straßenbefeuerungsanlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Straßenbefeuerungsanlage, bei der jedes Unterflurfeuer zumindest eine Lampe aufweist, der jeweils eine Sende /E pfängerein- richtung mit einem Microcontroller zugeordnet ist, die über eine Energieversorgungsleitung und einen Router an eine Zentrale, die ein Sende/Empfangsteil und einen Steuerrechner aufweist, angeschlossen und von dort mit Steuerungsbefehlen beaufschlagbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, unter Zugrundelegung des vorstehend angegebenen Standes der Technik eine Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Straßenbefeuerungsanlage zur Verfügung zu stellen, mittels der eine große Anzahl von Lampen in Unterflurfeuern in besonders günstiger Weise, aber dennoch zentral unter Verzicht auf zusätzliche Leitungen gesteuert, überwacht und geregelt werden kann, wobei ein hoher Anspruch an die sicherheitsrelevante Übertragungstechnik und die hardwaremäßige Baugleichheit der dezentral eingesetzten Komponenten gestellt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Microcontroller der Unterflurfeuer Bestandteile eines LON (lokal operierendes Netz) sind, das applikationsspezifische Komponenten, z.B. Schalt- und Überwachungselemente, aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Microcontroller als One-Chip-Controller ausgebildet, was zu erheblichen Einsparungen hinsichtlich des technisch-konstruktiven sowie des wirtschaftlichen Aufwands führt.
Der Microcontroller weist vorteilhafterweise einen EEPROM, einen RAM, drei CPU, einen Clocking- und Control-Block mit Clock/Timer-Elementen, einen Applikations-Input/Output-Block und einen Kommunikationsport auf, wobei der EEPROM, der RAM, die drei CPU, der Applikations-Input/Output-Block und der Kommunikationsport mittels eines internen Adreßbusses und ei- nes internen Datenbusses und der EEPROM, der RAM, die drei CPU, der Applikations-Input/Output-Block, der Kommunikationsport und der Clocking- und Control-Block mittels einer Ti- ing- und Steuerleitung miteinander verbunden sind.
Zweckmäßigerweise hat der EEPROM des Microcontrollers 512 Bytes, wobei in ihm Netzwerkparameter und Applikationspro- gramme abspeicherbar sind.
Die drei CPU des Microcontrollers sollten vorteilhaft jeweils als 8-Bit-CPU ausgebildet sein.
Hierdurch ist es möglich, eine der drei CPU des Microcontrollers für Applikationsprogramme einzusetzen.
Die beiden anderen CPU des Microcontrollers können zur
LONTALK-Protokollverarbeitung eingesetzt werden, wobei die verarbeitbaren Protokolle alle sieben Schichten des Referenzmodells nach ISO/OSI aufweisen.
Der Applikations-Input/Output-Block ist vorteilhafterweise als Parallelinterface zu einem externen Microprozessor mit acht Daten- und drei Steuerleitungen einsetzbar.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat der Applikati- ons-Input/Output-Block des Microcontrollers ein 16-Bit- Laderegister, eine Zähleinrichtung, einen Zwischenspeicher (Latch) , eine Taktquelle (Clock Source) , vier 20 mA-Sink Cur- rent-Stifte vier, einen programmierbare Pull-ups und ggf. weitere Elemente.
Der Kommunikationsport des Microcontrollers hat vorteilhafterweise fünf Netzwerkinterfacestifte, mittels denen er an ein Grundbandmedium, z.B. an eine verdrillte Zweiaderleitung,, oder an einen externen Transceiver angeschlossen werden kann.
Der Microcontroller kann einen Niedrigspannungsdetektor und - resetkreis aufweisen, mittels dem ein fehlerhafter Betrieb oder Störungen des EEPROM verhindert werden können, falls die angelegte Spannung kleiner als 4,1 VDL +/- 300mV Toleranz ist.
Sofern der Microcontroller keinen ROM aufweist, ist es zweckmäßig, wenn er ein externes Speicherinterface hat. Der RAM des Microcontrollers kann dann vorteilhafte 2048 Bytes auf- weisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat der Microcontroller einen RAM mit 1024 oder 2048 Bytes und einen ROM mit 10240 Bytes.
Jeder Microcontroller hat eine eindeutige, unverlierbar abgelegte Identifikationsnummer, mittels der der jeweilige Lam- penfunktionszustand mit einer Adresse verknüpfbar ist, die vorzugsweise 48 Bit hat und für die 6 Bytes des EEPROM ein- setzbar sind.
Zweckmäßigerweise sollte der Microcontroller einen Servicestift aufweisen, so daß eine wirksame Netzwerkeinrichtung möglich ist. Jedes Unterflurfeuer sollte eine Lampenhelligkeits-Regel- Schaltung aufweisen, die einen vorgegebenen Lampenstrom- Sollwert über ein Pulsweitenmodulationselement einstellt und den sich einstellenden Istwert nachregelt.
Vorteilhafterweise ist diese Lampenhelligkeits-Regelschaltung zur Lastabhängigkeits- und Leitungslängenkompensation der Abfallspannung oder des Spannungsabfalls ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist ein Schaltnetzteil vorgesehen, das als Trennelement einen Ringkernübertrager aufweist, der im Zusammenwirken mit dem Pulsweitenmodulationselement die übertragene Leistung bestimmt.
Desweiteren ist zweckmäßigerweise jedes Unterflurfeuer mit einer Trennschaltung versehen, die bei unzulässigen Strömen eine schnelle Trennung herbeiführt und nach Störungsbehebung, z.B. durch Lampenaustausch, diese Trennung aufhebt.
Es ist eine Meßschaltung vorgesehen, über die eine Trennung und eine Wiederanschaltung vom Microcontroller erfaßbar ist.
Vorteilhafterweise sind mittels der Meßschaltung alle La pen- fuktionen erfaßbar und in den Microcontroller eingebbar, in dem die Lampenistwerte mit den Lampensollwerten vergleichbar sind.
Sofern Niedervolt-Halogenlampen für die Unterflurfeuer eingesetzt werden, ist es zweckmäßig, wenn jedes Unterflurfeuer eine Versorgungschaltung aufweist, mittels der der Lampenstrom an die Versorgungsspannung anpaßbar ist.
Vorteilhafterweise sollte jedes Unterflurfeuer eine Stellerschaltung aufweisen, mittels der ein Signal generierbar ist, mittels dem der wahre Funktionszustand der Lampe, z.B. Lampendefekt, Leitungsbruch oder Kurzschluß, rückmeldbar ist.
Jedes Unterflurfeuer sollte desweiteren mit einer weiteren Versorgungsschaltung für den Microcontroller versehen sein, mittels der gewährleistet ist, daß bei Fehlern im Lampenkreis eine differenzierte Meldung an das LON abgesetzt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind mittels des Microcontrollers Funktionsdaten über den Zustand der Einzelschaltungen an die Zentrale meldbar, was zu beträchtlichen Einsparungen bei Wartung und Reparatur führt.
Zur weiteren Erleichterung der Wartung und der Reparatur ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Unterflurfeuer über eine lösbare Verbindung, insbesondere über eine vorzugsweise als Schukosteckverbindung ausgebildete druckwassergeschützte erste Steckverbindung an einem Kabel mit der Hauptenergieversorgungsleitung verbunden sind.
Die Lampe des Unterflurfeuers kann eine interne zweite Steckverbindung aufweisen, die vorzugsweise als zweipolige FAA- Steckverbindung ausgebildet ist, und mittels dem sie an ihr vorgeschaltete Elemente des Unterflurfeuers angeschlossen ist.
Die einzelnen Unterflurfeuer sind zweckmäßigerweise aus ihrem Sitz in der Straße heraushebbar und mittels der ersten Steckverbindung von der Hauptenergieversorgungsleitung trennbar.
Die Zugehörigkeit einzelner Unterflurfeuer zu vorgebbaren Unterflurfeuergruppen oder Unterflurfeuerketten, wobei die jeweilige Zugehörigkeit über die Energieversorgungsleitung konfigurierbar ist, sichert eine große Variabilität und Anpas- sungsfähigkeit der Straßenbefeuerungsanlage an unterschiedliche Anforderungen.
Die Kommunikation auf der Energieversorgungsleitung sollte im C-Band nach CENELEC durchführbar sein, so daß den in Europa geltenden Normen entsprochen werden kann.
Die Unterflurfeuer sind in vorteilhafter Weise parallel an der Energieversorgungsleitung angeschaltet.
Zur Vereinfachung des Aufbaus der Unterflurfeuer sind die Microcontroller sowie die weiteren der Lampe vorgeschalteten Schalt- und Überwachungskomponenten des Unterflurfeuers auf einer Platine angeordnet, die an die Form eines Gehäuses des Unterflurfeuers angepaßt und stoß- und rüttelfest im Unterflurfeuer befestigt ist.
Vorteilhafterweise weist jedes Unterflurfeuer ein Modulteil auf, welches den Microcontroller und die der Lampe des Unter- flurfeuers vorgeschalteten Schalt- und Überwachungskomponenten aufweist. Dieses Modulteil ermöglicht in Störungsfällen eine schnelle Wiederinstandsetzung, da es in einfacher Weise austauschbar ist.
Hierzu ist es vorteilhaft, wenn das Modulteil jedes Unterflurfeuers mittels der druckwassergeschützten ersten Steckverbindung an die Hauptenergieversorgungsleitung und mittels der internen zweiten Steckverbindung an die Lampe des Unterflurfeuers anschließbar ist.
Um Störungen hinsichtlich des empfangenen Signals zu unterdrücken, ist es zweckmäßig, wenn das Modulteil jedes Unterflurfeuers ein metallisches geerdetes Gehäuse aufweist. Wenn die Platine sichelförmig ausgebildet ist, kann sie um die Lampe des Unterflurfeuers herum angeordnet werden, wodurch sich eine flache Ausgestaltung des Unterflurfeuers ergibt .
Um zu verhindern, daß Feuchtigkeit in das Modulteil eindringt und zu Störungen des Unterflurfeuers führt, ist es vorteilhaft, wenn das Modulteil wasserdicht eingegossen ist, wobei dann für die beiden Steckverbindungen jeweils ein Kabel- schwänz vorgesehen ist.
Das Modulteil wird vorteilhafterweise neben bzw. um die Lampe des Unterflurfeuers herum angeordnet, wobei das Gehäuse an die sichelförmige Ausgestaltung der Platine angepaßt werden kann .
Bei der vorstehend geschilderten Einrichtung können bei ausreichender Lichtausbeute 65-Watt-Lampen eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung führt dazu, daß ein nahezu potentialfreier Betrieb des Unterflurfeuers mit minimalem Energieverbrauch möglich ist, wobei im Standby-Betrieb ein sehr geringer Energieverbrauch auftritt.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine prinzipielle Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von
Unterflurfeuern einer Straßenbefeuerungsanlage; FIG 2 ein Blockschaltbild eines Modulteils sowie einer Lampe eines Unterflurfeuers; FIG 3 die räumliche Anordnung von Unterflurfeuern, wobei mehrfach zugeordnete Unterflurfeuer vorgesehen sind; FIG 4 einen Microcontroller eines Unterflurfeuers der erfindungsgemäßen Einrichtung; FIG 5 eine Prinzipdarstellung des Unterflurfeuers sowie dessen Anschlusses an die Energieversorgungsleitung; FIG 6 eine Draufsicht auf ein Modulteil der erfindungsgemäßen Einrichtung; FIG 7 eine Unteransicht des in FIG 6 dargestellten Modulteils; und FIG 8 eine Draufsicht auf ein Unterflurfeuer der erfindungs- gemäßen Einrichtung.
Eine in Fig 1 prinzipiell dargestellte Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Straßenbefeuerungsanlage gliedert sich auf in eine Datenkom- munikation innerhalb eines LON (Lokal Operating Network) 1, in die Steuerung und Überwachung mittels einer im dargestellten Ausführungsbeispiel als PC 2 ausgebildeten Zentrale und die Funktion eines in FIG 2 im einzelnen dargestellten Modulteils 3, von denen jedes Unterflurfeuer 4 eines aufweist.
Die Datenkommunikation zwischen dem Modulteil 3 des Unterflurfeuers 4 und dem die Zentrale bildenden PC 2 wird im LON realisiert.
Alle sieben ISO/OSI-Protokollschichten werden erfüllt, da sie in den in der Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern eingesetzten Microprozessoren hard- und softwaremäßig implementiert sind.
Es ist möglich, verschiedene miteinander kombinier- und mischbare Kommunikationsmedien zu wählen, wobei beispielsweise Lichtwellenleiter, verdrillte Zweidrahtleitungen (TWP) 5, das Energieversorgungsnetz 6 und Funkstrecken 7 als Kommunikationsmedien einsetzbar sind. Dem Übertragungsverfahren liegt ein differentieller Manchester-Code mit einer Bit-Synchronisation, die an das jeweilige Kommunikationsmedium anpaßbar ist, zugrunde. Ein CSMA-Ver- fahren mit Zugriffsprioritäten realisiert die Kollisionsvermeidung. Für wichtige Meldungen können Prioritäten vergeben werden .
Der Übergang zwischen den unterschiedlichen eingesetzten Kommunikationsmedien wird mittels Routern 8 realisiert.
Während die Datenkommunikation innerhalb von Betriebsgebäuden bevorzugt über verdrillte Zweidrahtleitungen 5 erfolgt, da dort eine hohe Übertragungsrate benötigt wird, sind im Bereich der Niederspannungshauptverteilungen Router 8 instal- liert, mittels denen Datenprotokolle in ein oder mehrere
Versorgungsnetze 6 einkoppelbar sind. Somit kann bei räumlich weitläufig angeordneten Niederspannungsnetzen mit evtl. zwischengeschalteten Mittelspannungstransformatoren eine sternförmige Einspeisung in die Verteilerebene erfolgen.
Im Modulteil 3 des Unterflurfeuers 4 vorgesehene, in FIG 2 dargestellte Übertrager 9 zur Energieversorgungsleitung 6 sowie die Router 8 über die verdrillten Zweidrahtleitungen 5 zum LON 1 arbeiten im für Europa zugelassenen C-Band nach CENELEC.
Der die Zentrale bildende PC 2 übernimmt die zentrale Konfiguration, Steuerung und Überwachung der unter Umständen mehrere Lampen 10 aufweisenden Leuchten der Unterflurfeuer 4 über die Modulteile 3 derselben. Es ist möglich, mehrere PC 2 ohne Hierarchie an verschiedenen Orten in das LON zu integrieren, die dann redundant arbeiten und sich gegenseitig überwachen können.
Ein Fernzugriff über Modemverbindungen oder ISDN ist möglich. Nach der wahllosen Installation der Modulteile 3 wird mit dem PC 2 jedes Modulteil 3 bezüglich seiner Zugehörigkeit zu in FIG 3 dargestellten Unterflurfeuerketten 11, 12, 13, 14, 15, 16 konfiguriert. Die entsprechenden Daten werden in die je- weiligen Modulteile 3 der Unterflurfeuer 4 geladen, wo sie unverlierbar gespeichert werden. Wie sich aus FIG 3 ergibt, bilden die Unterflurfeuerketten 11 und 13 eine Überleitung von einer Fahrbahn 17 auf eine daneben angeordnete Fahrbahn 18, und somit eine Unterflurfeuerkettengruppe 11, 13. Die Un- terflurfeuerketten 12 und 14 bilden eine Überleitung von der Fahrbahn 18 auf die Fahrbahn 17 und damit eine Unterflurfeuerkettengruppe 12, 14. Aufgrund der einander überschneidenden Unterflurfeuerketten 11, 12, 13, 14 sind Unterflurfeuer 4A vorgesehen, die unterschiedlichen Unterflurfeuerketten sowie Unterflurfeuerkettengruppen zugehörig sind.
Eine grafische Oberfläche auf dem PC 2 übernimmt die Darstellung der Modulteile 3, wobei verschiedene Farben der Symbole der Modulteile 3 die unterschiedlichen Betriebs- und Fehler- zustände der Modulteile 3 mit ihren angeschlossenen Lampen 10 signalisieren.
Eine Historienfunktion ermöglicht die Erfassung der Einschaltdauer aller Modulteile 3 und der ihnen zugeordneten Lampen 10 und gibt automatisch Wartungshinweise zum Austausch von Leuchtmitteln. Hierbei wird die Lampenarbeit zugrundegelegt, da sich bei Betrieb unterhalb der Nenndaten eine Lebensdauerverlängerung ergibt. Alle Historien- und Wartungsdaten werden in einer aus dem System der Einrichtung ausgebba- ren Datei abgelegt. Betriebszeiten, Stör- und Auswahlmeldungen der Modulteile 3 lassen sich mit einem PC 2 frei in Gruppen und nach Prioritäten geordnet zusammenfassen; diese können über Datenverkehr mit anderen Leitwartenrechnern weiterverarbeitet und den Wartungbetrieben automatisch zugeleitet werden . Mit einem PC 2 kann von jedem Modulteil 3 das Montagedatum der jeweiligen Lampe 10 und die aufgelaufene Gesamtbetriebs- zeit nach der Arbeitshistorie ermittelt werden.
Zum Austausch von defekten Modulteilen 3 steht eine „Service- Terminal "-Funktion zur Verfügung, mit der dem neuen Modulteil 3 von einem PC 2 die Daten des defekten Modulteils 3 zugewiesen werden, so daß die Arbeit innerhalb der Straßenbefeuerungsanlage sich ausschließlich auf das Wechseln des Modul- teils 3 beschränkt.
Alle Modulteile 3 lassen sich durch den PC 2 zu Testzwecken mit variablen Beleuchtungsstärken einzeln ansteuern.
Ein Verkehrsleitrechner kann über einen PC 2 frei programmierbare Szenarien bezüglich der Ansteuerung der Unterflurfeuerketten 11, 12, 13, 14, 15, 16 abrufen; der PC 2 kann jedoch gleichzeitig als Verkehrsleitrechner fungieren. Die Rechnerkopplung zu Fremdsystemen wird beispielsweise durch eine RS 232-Schnittstelle realisiert.
Das in FIG 2 in seinem Blockschaltbild dargestellte Modulteil 3 dient zur Steuerung und Überwachung jeweils einer Leuchte bzw. Lampe 10 eines Unterflurfeuers 4.
Im Serienlampenkreis mit der Lampe 10 ist eine Trennschaltung 17 vorgesehen, die bei unzulässigen Strömen eine schnelle Trennung des ihr nachgeordneten Lampenkreisteils und der ihr ebenfalls nachgeordneten Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 si- chersteilt. Die Trennschaltung 17 schaltet nach einer Störungsbehebung, z.B. mittels eines Lampenaustausches, den Lampenkreis wieder zu.
Die Abtrennung des der Trennschaltung 17 nachgeordneten Lam- penkreises wird über eine Meßschaltung 18 von einem Microcon- troller 19 erfaßt, da eine unzulässige Abweichung des Istwertes vom Sollwert über eine Verbindungsleitung 20 im Microcontroller 19 vorliegt. Mittels des Übertragers 9 steht diese unzulässige Abweichung in der Energieversorgungsleitung 6 bzw. im LON 1 zur Verfügung. Die gleiche Funktion gilt für die Rückkehr des Lampenkreises aus der Störung, z.B. nach Beendigung des Lampenaustausches.
Eine Versorgungsschaltung 21 paßt die Lampenspannung beim Einsatz von Niedervolt-Halogenlampen an die Versorgungsspannung an. In einem derartigen Lampenkreis kann dann eine Potentialtrennung vorgesehen sein.
Eine Stellerschaltung 22 ermöglicht eine Einflußnahme auf das Niveau des durch den Ausgang fließenden Stromes bei Abschluß des Lampenkreises durch die Lampe 10. Die Stellerschaltung 22 erhält ihre Stellgröße über eine Verbindungsleitung 23 vom Microcontroller 19, in dem ein ständiger Vergleich des anstehenden Sollwertes mit dem Lampenstromistwert durchgeführt wird. Bei dieser Vorgehensweise wird nicht nur der rückgeführte Lampenstromistwert kontrolliert, sondern auch der wahre Funktionszustand der Lampe 10 wird über den Übertrager 9 in die Energieversorgungsleitung 6 bzw. das LON 1 gemeldet.
Der Microcontroller 19 enthält die unverlierbar abgelegte
Netzwerkadresse des Modulteils 3; der Lampenfuktionszustand wird dort mit dieser versehen, so daß eine Identifikation in dem die Zentrale bildenden PC 2 ermöglicht ist.
Eine von dem durch die Trennschaltung 17, die Versorgungsschaltung 21, die Stellerschaltung 22 und die Meßschaltung 18 gebildeten Lampenserienkreis getrennt arbeitende zweite Versorgungsschaltung 24 dient zur Energieversorgung des Microcontrollers 19 sowie des Übertragers 9 und stellt somit si- eher, daß bei Fehlern im Lampenserienkreis, also auch bei ei- ner Trennung desselben, eine differenzierte Meldung an das LON 1 bzw. an die Energieversorgungsleitung 6 abgesetzt wird.
Der Soll-Funktionsbetriebszustand, den der Microcontroller 19 vom Übertrager 9 aus dem Versorgungsnetz 6 bzw. dem LON 1, z.B. vom PC 2, als Anweisung erhält, kann der Microcontroller 19 über eine Verbindungsleitung 26 zu quittieren, er muß die Anweisung ausführen und den wahren Zustand der Funktionsdaten dann über eine Verbindungsleitung 25 und den Übertrager 9 in das LON 1 mit Adresse zu melden.
Das in FIG 2 prinzipiell dargestellte Modulteil 3 dient im Falle der erfindungsgemäßen Straßenbefeuerungsanlage als Sender/Empfängereinrichtung des Unterflurfeuers 4 und steht über das LON 1, Router 8 sowie die verdrillten Zweidrahtleitungen 5 mit dem als Zentrale fungierenden PC 2, der ein entsprechendes Sende/Empfangsteil und einen Steuerrechner aufweist, in Verbindung.
Der Microcontroller 19 des Modulteils 3 ist als One-Chip- Controller ausgebildet. Der Microcontroller 19 hat einen EEPROM 27, einen RAM 28, drei CPU 29, 30, 31, einen Clocking- und Control-Block 32, einen Applikations-Input/Output-Block 33 und einen Kommunikationsport 34, welcher über den in FIG 2 beschriebenen Übertrager 9 mit dem LON in Verbindung treten kann.
Der EEPROM 27, der RAM 28, die drei CPU 29, 30, 31, der Ap- plikations-Input/Output-Block und der Kommunikationsport 34 sind mittels eines internen 16-Bit-Adreßbusses 35 und mittels eines internen 8-Bit-Datenbusses 36 aneinander angeschlossen.
Der EEPROM 27, der RAM 28, die drei CPU 29, 30, 31, der Ap- plikations-Input/Output-Block 33, der Kommunikationsport 34 und der Clocking- und Control-Block 32 sind mittels einer Ti- ming- und Steuerleitung 37 miteinander verbunden.
Der EEPROM 27 des Microcontrollers 19 weist mindestens 512 Bytes auf. In ihm sind Netzwerkparameter und Applikationsprogramme abspeicherbar.
Die drei CPU 29, 30, 31 des Microcontrollers 19 sind jeweils als 8-Bit-CPU ausgebildet. Die erste CPU 29 wird für Applika- tionsprogramme eingesetzt.
Die beiden anderen CPU 30, 31 des Microcontrollers 19 dienen zur LONTALK-Protokollverarbeitung .
Der Applikations-Input/Output-Block 33 des Microcontrollers
19 hat elf Input/Output-Anschlüsse 38 bis 45 bzw. 46, 47, 48, von denen acht 38 bis 45 als Daten- und drei 46, 47, 48 als Steuerleitungen einsetzbar sind, wenn der Applikations- Input/Output-Block 33 als Parallelinterface zu einem externen Microprozessor eingesetzt wird.
Der Applikations/Input/Output-Block 33 hat ein 16-Bit- Laderegister, eine Zähleinrichtung, einen Zwischenspeicher (Latch) , eine Taktquelle (Clock Source) , vier 20mA Sink Cur- rent-Stifte, vier programmierbare Pull-ups und ggf. weitere Elemente .
Der Kommunikationsport 34 des Microcontrollers 19 weist fünf Netzwerkinterfacestifte 49 auf, mittels denen er an ein Grundbandmedium, z.B. eine verdrillte Zweidrahtleitung, oder an einen externen Transceiver anschließbar ist.
Der Clocking- und Control-Block 32 hat einen Kontrollblock 50, einen Clock/Timer-Block 51; der Microcontroller kann des- weiteren einen Niedrigspannungsdetektor- und -resetkreis 52 aufweisen.
Der letztere verhindert einen fehlerbehafteten Betrieb oder falsche EEPROM-Werte, falls die angelegte Spannung unterhalb einer Mindestspannung liegt.
Der Kontrollblock 50 des Serviceblocks 32 hat einen Reset- und einen Service-Anschluß.
Der Clock/Timer-Block 51 hat einen Anschluß, über den Standardtakteingaben in Höhe von 20 MHz, 10 MHz, 5 MHz, 2,5 MHz, 1,25 MHz und 625 kHz möglich sind.
Es sind zwei programmierbare 16-Bit-Zähler bzw. -Timer vorgesehen.
Bei der dargestellten Ausführungsform des Microcontrollers 19 ist dieser an ein externes Speicherinterface 53, welches in der FIG 4 lediglich durch das entsprechende Referenzzeichen dargestellt ist, anschließbar. Bei dieser Ausführungsform weist der RAM 28 des Microcontrollers 19 2048 Bytes auf.
Bei einer weiteren, in FIG 4 nicht dargestellten Ausführungs- form des Microcontrollers 19 ist kein Anschluß an ein externes Speicherinterface vorgesehen; der RAM 28 des Microcontrollers 19 weist 1024 Bytes und ein zusätzlich im Microcontroller 19 vorgesehener ROM weist 10240 Bytes auf.
Im Microcontroller 19 jedes Modulteils 3 ist eine eindeutige unverlierbar abgelegte Identifikationsnummer vorhanden, mittels der eine Netzwerk-Adresse der jeweiligen Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 verknüpfbar ist; die Identifikationsnummer hat 48 Bit; hierfür sind 6 Bytes des EEPROM 27 einsetzbar. Der Microcontroller 19 verfügt darüber hinaus über einen Servicestift.
In FIG 5 ist der Anschluß eines Unterflurfeuers 4 an die Energieversorgungsleitung 6 dargestellt. An der Energieversorgungsleitung 6 ist eine Muffe bzw. ein Abzweig 54 vorgesehen, dessen abzweigender Kabelabschnitt 55 über eine als Schukosteckverbindung ausgebildete druckwassergeschützte erste Steckverbindung 56 mit dem Modulteil 3 des Unterflurfeu- ers 4 verbunden ist. Hierzu weist das Modulteil 3 einen Kabelabschnitt 57 auf, an dessen freiem Ende der modulteilsei- tige erste Stecker 56 vorgesehen ist.
An seiner der Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 zugewandten Sei- te weist das Modulteil 3 ebenfalls einen Kabelabschnitt 58 auf, an dessen freiem Ende eine unterflurfeuerinterne zweite Steckverbindung 59 vorgesehen ist, mittels der das Modulteil 3 an die Lampe 10 anschließbar ist. Die zweite Steckverbindung 59 ist als zweipolige FAA-Steckverbindung ausgebildet.
Aufgrund der in einfacher Weise lösbaren Steckverbindungen 56, 59, mittels denen das Modulteil 3 einerseits an die Energieversorgungsleitung 6 und andererseits an die Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 angeschlossen ist, ist bei etwaigen War- tungs-, Reparatur- oder Austauscharbeiten in leichter Weise eine Trennung des Modulteils 3 bzw. der Lampe 10 aus dem Unterflurfeuer 4 möglich.
In den FIG 6 und 7 sind eine Draufsicht und eine Unteransicht einer die Funktionselemente des Modulteils 3 aufweisenden Platine 60 dargestellt. Die Platine 60 hat eine gekrümmte Ausgestaltung, so daß sie, wie sich aus den FIG 6 und 7 ergibt, mehr oder weniger sichelförmig ausgebildet ist. Aufgrund dieser sichelförmigen Ausbildung der Platine 60 kann das Modulteil 3 praktisch im gleichen Niveau wie die Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 um die Lampe 10 herum angeordnet werden. Hierdurch ergibt sich eine insgesamt besonders flache Ausgestaltung des Unterflurfeuers 4, mit der Folge, daß dieses im Fahrbahndecken- und Bitumenbereich einer Straße ange- ordnet werden kann, wohingegen darunterliegende Fundamentelemente der Straße nicht für die Anordnung des Unterflurfeuers 4 benötigt werden.
Die Platine 60 mit den auf ihr angeordneten Funktionselemen- ten ist vorteilhafterweise mit einem metallischen Gehäuse 61 versehen, welches in FIG 8 lediglich prinzipiell durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Darüber hinaus kann die Platine 60 mit den an ihr angeordneten Funktionselementen in Kunststoff eingegossen sein, um jedwede Störungen aufgrund von Feuchtigkeit o.dgl. sicher auszuschließen.
Aus dem metallischen Gehäuse 61 der Platine 60 bzw. des Modulteils 3 stehen die Kabelenden 57, 58 vor, mittels denen das Modulteil 3 einerseits an die Lampe 10 des in FIG 8 dar- gestellten Unterflurfeuers 4 und andererseits an die in FIG £ nicht dargestellte Energieversorgungsleitung 6 anschließbar ist.
Das Unterflurfeuer 4 hat ein Gehäuse 62, welches aus seinem Sitz in der Straße heraushebbar und durch die erste Steckverbindung 56 von der Energieversorgungsleitung 6 trennbar ist.
Als Lampe 10 kann z.B. eine 65-Watt-Lampe eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern (4) einer Straßenbefeuerungsanlage, bei der jedes Unterflurfeuer (4) zumindest eine Lampe (10) aufweist, der jeweils eine Sender/Empfängereinrichtung (3) mit einem Microcontroller (19) zugeordnet ist, die über eine Energieversorgungsleitung (6) und einen Router (8) an eine Zentrale (2), die ein Sende/Empfangsteil und einen Steuerrechner auf- weist, angeschlossen und von dort mit Steuerungsbefehlen beaufschlagbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Microcontroller (19) der Unterflurfeuer (4) Bestandteile eines LON (1) sind, das applikationsspezifische Komponenten, z.B. Schalt- und Überwachungselemente, aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Microcontroller (19) als One-Chip-Controller ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , bei der der Microcon- troller (19) einen EEPROM (27), einen RAM (28), drei CPU (29,
30,31), einen Clocking- und Control-Block (32) mit einem Con- trollblock (50) und einem Clock/Timer-Block (51), einen Ap- plikations-Input/Output-Block (33) und einen Kommunikationsport (34) aufweist, wobei der EEPROM (27), der RAM (28), die drei CPU (29,30,31), der Applikations-Input/Output-Block (33) und der Kommunikationsport (34) mittels eines internen Adreßbusses (35) und eines internen Datenbusses (36) und der EEPROM (27), der RAM (28), die drei CPU (29,30,31), der Ap- plikations-Input/Output-Block (33), der Kommunikationsport (34) und der Clocking- und Control-Block (32) mittels einer Timing- und Steuerleitung (37) miteinander verbunden sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der der EEPROM (27) des Microcontrollers (19) mindestens 512 Bytes aufweist und in ihm Netzwerkparameter und Applikationsprogramme abspeicherbar sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die drei CPU (29, 30, 31) des Microcontrollers (19) jeweils als 8-Bit-CPU ausgebildet sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der eine CPU (29) des Microcontrollers (19) für Applikationsprogramme eingesetzt ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 , bei der die beiden anderen CPU (30, 31) des Microcontrollers (19) zur LONTALK-Protokollverarbeitung eingesetzt sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der der Applikations-Input/Output-Block (33) des Microcontrollers
(19) elf Input/Output-Anschlüsse (38-45,46,47,48) aufweist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der der Applikations-
Input/Output-Block (33) als Parallelinterface zu einem externen Microprozessor mit acht Daten- und drei Steuerleitungen einsetzbar ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei der der Applikations-Input/Output-Block (33) des Microcontrollers (19) ein 16-Bit-Laderegister, eine Zähleinrichtung, einen Zwischenspeicher, eine Taktquelle, vier 20 mA-Sink Current- Stifte, vier programmierbare Pull-ups und ggf. weitere Ele- mente aufweist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, bei der der Kommunikationsport (34) des Microcontrollers (19) fünf Netzwerkinterfacestifte (49) aufweist, mittels denen er an ein Grundbandmedium oder an einen externen Transceiver anschließbar ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, bei der der Microcontroller (19) einen Niedrigspannungsdetektor- und -resetkreis (52) aufweist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12 , bei der der Microcontroller (19) an ein externes Speicherinterface (53) anschließbar ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13 , bei der der RAM (28) des Microcontrollers (19) 2048 Bytes aufweist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, bei der der Microcontroller (19) einen RAM mit 1024 oder 2048 Bytes und einen ROM mit 10240 Bytes aufweist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, deren Microcontroller (19) jeweils eine eindeutige, unverlierbar abgelegte Identifikationsnummer aufweisen, mittels der der jeweilige Lampenfunktionszustand mit einer Adresse verknüpf- bar ist, die vorzugsweise 48 Bit hat und für die 6 Bytes des EEPROM (27) einsetzbar sind.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16, deren Microcontroller (19) einen Servicestift aufweist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, die eine Lampenhelligkeits-Regelschaltung aufweist, die einen vorgegebenen Lampenstrom-Sollwert über ein Pulsweitenmodulationselement einstellt und den sich einstellenden Istwert nachregelt,
19. Einrichtung nach Anspruch 18, deren Lampenhelligkeits- Regelschaltung zur Lastabhängigkeits- und Leitungslängenkompensation der Spannung ausgebildet ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, die ein Schaltnetzteil aufweist, das als Trennelement einen Ringkernübertrager aufweist, der im Zusammenwirken mit dem Pulsweitenmodulationselement die übertragene Leistung bestimmt.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, die eine Trennschaltung (17) aufweist, die bei unzulässigen Strömen eine schnelle Trennung herbeiführt und nach Störungsbehebung, z.B. durch Lampenaustausch, die Trennung aufhebt.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, die eine Meßschaltung (18) aufweist, über die eine Trennung und eine Wiederanschaltung vom Microcontroller (19) erfaßbar ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, mittels deren Meßschaltung (18) alle Lampenfunktionen erfaßbar und in den Microcontroller (19) eingebbar sind, in dem die Lampenistwerte mit den Lampensollwerten vergleichbar sind.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, die eine Versorgungsschaltung (21) aufweist, mittels der beim Einsatz von Niedervolt-Halogenlampen der Lampenstrom an die Versorgungsspannung anpaßbar ist.
25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, die eine Stellerschaltung (22) aufweist, mittels der ein Signal generierbar ist, mittels dem der wahre Funktionszustand der Lampe (10) , aber auch ein Leitungsbruch oder Kurzschluß, rückmeld- bar ist.
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, die eine zweite Versorgungsschaltung (24) , die dem Microcontroller (19) zugeordnet ist, aufweist, mittels der gewährleistet ist, daß bei Fehlern im Lampenkreis eine differenzierte Meldung an das LON (1) absetzbar ist.
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei der mittels des Microcontrollers (19) Funktionsdaten über den Zustand der Einzelschaltungen an die Zentrale (2) meldbar sind.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, bei der die einzelnen Unterflurfeuer (4) über eine lösbare Verbindung, insbesondere über eine vorzugsweise als Schukosteckverbindung ausgebildete druckwassergeschützte erste Steckverbin- düng (56) an einem Kabelabschnitt (55) mit der Hauptenergieversorgungsleitung (6) verbunden sind.
29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, bei der die Lampe (10) des Unterflurfeuers (4) mittels einer internen zweiten Steckverbindung (59), vorzugsweise einer zweipoligen FAA-Steckverbindung, an ihr vorgeschaltete Elemente des Unterflurfeuers (4) angeschlossen ist.
30. Einrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der die einzel- nen Unterflurfeuer (4) aus ihrem Sitz in der Straße heraus- hebbar und mittels der ersten Steckverbindung (56) von der Energieversorgungsleitung (6) trennbar sind.
31. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, bei der die Zugehörigkeit einzelner Unterflur euer (4;4A) zu vorgebbaren Unterflurfeuergruppen oder Unterflurfeuerketten (11, 12,13,14,15,16) über die Energieversorgungsleitung (6) festlegbar ist.
32. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, bei der die Kommunikation auf der Energieversorgungsleitung (6) im C- Band nach CENELEC durchführbar ist.
33. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, deren Unterflurfeuer (4) an der Energieversorgungsleitung (6) angeordnet sind.
34. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, bei der der Microcontroller (19) sowie die weiteren der Lampe (10) vorgeschalteten Schalt- und Überwachungselemente (17,18,19, 21,22,24,9) des Unterflurfeuers (4) auf einer Platine (60) angeordnet sind, die an die Form eines Gehäuses (62) des Unterflurfeuers (4) angepaßt und stoß- und rüttelfest im Unter- flurfeuer (4) befestigt ist.
35. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, bei der jedes Unterflurfeuer (4) ein Modulteil (3) aufweist, welches den Microcontroller (19) und die der Lampe (10) des Unter- flurfeuers (4) vorgeschalteten Schalt- und Überwachungskomponenten (17,18,21,22,24,9) aufweist.
36. Einrichtung nach Anspruch 35, bei der das Modulteil (3) jedes Unterflurfeuers (4) mittels der druckwassergeschützten ersten Steckverbindung (56) an die Energieversorgungsleitung (6) und mittels der internen zweiten Steckverbindung (59) an die Lampe (10) des Unterflurfeuers (4) anschließbar ist.
37. Einrichtung nach Anspruch 35 oder 36, bei der das Modul- teil (3) jedes Unterflurfeuers (4) ein metallisches geerdetes
Gehäuse (61) aufweist.
38. Einrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, bei der die Platine (60) sichelförmig ausgebildet ist.
39. Einrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 38, bei der das Modulteil (3) wasserdicht eingegossen ist und für die beiden Steckverbindungen (56,59) jeweils ein Kabelschwanz bzw. Kabelabschnitt (57,58) vorgesehen ist.
40. Einrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 39, bei der das Modulteil (3) neben der bzw. um die Lampe (10) des Unterflurfeuers etwa in deren Niveau angeordnet ist.
41. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, bei der als Lampen (10) 65-Watt-Lampen eingesetzt werden.
EP97949976A 1996-11-28 1997-11-28 Einrichtung zur überwachung, steuerung und regelung von unterflurfeuern einer strassenbefeuerungsanlage Withdrawn EP0941635A1 (de)

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DE19649371A DE19649371C1 (de) 1996-11-28 1996-11-28 Verfahren und Schaltungsanordnung zur zentralen Überwachung, Steuerung und Regelung einer großen Anzahl von Glüh- oder Halogenlampen in Feuern
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PCT/DE1997/002788 WO1998024275A1 (de) 1996-11-28 1997-11-28 Einrichtung zur überwachung, steuerung und regelung von unterflurfeuern einer strassenbefeuerungsanlage

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EP0941635A1 true EP0941635A1 (de) 1999-09-15

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