| Dokumentenidentifikation |
DE10209288B4 28.04.2005 |
| Titel |
Schaltschranküberwachungs- und Steuerungssystem |
| Anmelder |
Rittal GmbH & Co. KG, 35745 Herborn, DE |
| Erfinder |
Hain, Markus, 35684 Dillenburg, DE;
Koch, Manuel, 35683 Dillenburg, DE;
Kreiling, Jörg, 35444 Biebertal, DE |
| Vertreter |
Jeck · Fleck · Herrmann Patentanwälte, 71665 Vaihingen |
| DE-Anmeldedatum |
01.03.2002 |
| DE-Aktenzeichen |
10209288 |
| Offenlegungstag |
25.09.2003 |
| Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
28.04.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
28.04.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
G08B 23/00
|
| IPC-Nebenklasse |
H02B 1/30
H03M 11/22
|
| Beschreibung[de] |
|
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltschranküberwachungs- und
Steuerungssystem zum Überwachen und/oder Steuern und/oder Regeln von schaltschrankspezifischen
Funktionen mit einer Steuerungseinrichtung und mehreren unterschiedlichen daran
über eine Sensoranschlusseinrichtung mit mindestens einer Sensoranschlussstelle
ankoppelbaren oder angekoppelten Sensoren und/oder Aktoren.
Ein Schaltschranküberwachungs- und Steuerungssystem dieser Art ist
in der WO 97/34 345 A1 angegeben. Hierbei ist gezeigt, welche Überwachungs- und
Steuerungsmaßnahmen mit einer derartigen Schaltschranküberwachungs- und Steuerungseinrichtung
zum Ermöglichen eines flexiblen Einsatzes eines Schaltschranks bereitgestellt werden.
Mit den vielfältigen Überwachungs- und Steuerungsmöglichkeiten ist auch ein entsprechend
großer Aufwand der Anordnung verbunden, um die Signale der verschiedenen Sensoren
aufzunehmen und die Steuerung der unterschiedlichen Einbau- oder Anbaukomponenten
des Schaltschranks vorzunehmen. Beispielsweise sind Feuchtesensoren, Türsensoren
bzw. Zugangssensoren, Temperaturfühler, Vibrationssensoren, Rauchsensoren, Strommesswandler,
Spannungsmesswandler und gegebenenfalls auch zusätzliche Kundentemperatursensoren
anzuschließen und unterschiedliche Klimatisierungskomponenten, wie Wärmetauscher,
Lüfter, Kühlgerät, Heizung und/oder Kundenlüfter zu betreiben. Zudem kann gefordert
sein, eine Versorgungsspannung oder Betriebswerte zu überwachen und eventuell einen
Notbetrieb aufrecht zu erhalten. Darüber hinaus müssen die verschiedenen Informationen
einem Benutzer dargestellt werden, und es sind auch Eingabemöglichkeiten zum Einstellen
der gewünschten Vorgabewerte oder Betriebsabläufe vorzusehen.
Ein weiteres Schaltschranküberwachungs- und Steuerungssystem ist in
der DE 199 11 824 A1 offenbart.
Bei diesem Schaltschranküberwachungs- und Steuerungssystem ist eine Basisüberwachungseinrichtung
zum Überwachen, Steuern und/oder Regeln von Schaltschrankfunktionen einerseits mit
einer Netzanschlusseinheit an ein übergeordnetes, z.B. öffentliches Netz anschließbar
und andererseits über einen Feldbus mit weiteren Überwachungseinrichtungen zum Überwachen,
Steuern und/oder Regeln von Schaltschrankfunktionen verbunden oder verbindbar, wobei
die weiteren Überwachungseinrichtungen eine Art Satellitengeräte bilden und z.B.
in anderen Schaltschränken als die Basisüberwachungseinrichtung angeordnet sein
können. Die Satellitengeräte können auf diese Weise über die Basisüberwachungseinrichtung
an das übergeordnete Netz angeschlossen werden. Auch kann eine den Satellitengeräten
übergeordnete Auswertung und Datenverarbeitung in der Basisüberwachungseinrichtung
durchgeführt werden, so dass die Satellitengeräte relativ einfach ausgeführt sein
können. Gleichwohl sind die Satellitengeräte ähnlich wie die Basisüberwachungseinrichtung
mit Anschlüssen für Sensoren und/oder Aktoren versehen, an die gegebenenfalls eine
relativ große Anzahl von Sensoren bzw. Aktoren angeschlossen sind, um abhängig von
der Einsatzsituation eines Schaltschranks die gewünschten Überwachungs- und Steuerungsmaßnahmen
durchführen zu können.
In der DE 199 11 318 A1
ist gezeigt, wie eine Schaltschranküberwachungseinrichtung mit mindestens einem
Basisgerät an ein Netz ankoppelbar ist und über dieses Informationen ausgeben und
z.B. zum Konfigurieren empfangen kann. Das Basisgerät ist mit mehreren Funktionskarten-Steckplätzen
für verschiedene Funktionskarten und mindestens einem Netzwerkkarten-Steckplatz
ausgerüstet. Mit diesen Maßnahmen sind weitere Anpassungsmöglichkeiten und eine
vereinfachte Bedienungsmöglichkeit gegeben.
Ähnlich zeigt auch die DE
100 07 271 A1 eine Schaltschranküberwachungs- und Steuerungsanlage mit
mehreren an ein Netz angeschlossenen Schaltschranküberwachungs- und Steuerungseinrichtungen,
wobei Maßnahmen für eine einfache Bedienung ergriffen sind.
Aus der DE 38 16 193 A1,
die sich nicht auf ein Schaltschrank-Überwachungs- und Steuerungssystem bezieht,
geht eine Schaltungsanordnung mit Stromrichtern hervor, wobei verschiedene Stromrichter
einer Stromrichtergerätereihe von einer Steuer- und Regelungseinheit erkennbar sind.
Zur Erkennung des Stromrichters bzw. seines Leistungsteils wird zunächst von der
Steuer- und Regelungseinheit mittels einer Stromquelle ein Strom zum Leistungsteil
geführt, das einen Codierwiderstand aufweist. Die Identifizierung des Leistungsteils
erfolgt durch die Steuer- und Regelungseinheit auf der Basis eines programmierten
Stromwertes während einer Netzeinschaltphase des Stromrichters. Die Stromquelle
ist ausgangsseitig über einen von einem Mikrorechner steuerbaren Umschalter mit
dem Mikrorechner verbindbar, wobei am zweiten Eingang des Umschalters ein zu regelndes
Eingangssignal ansteht. Bei der Überwachung eines Schaltschranks müssen jedoch in
Abhängigkeit sehr unterschiedlicher Einsatzbedingungen, z.B. in einer Werkhalle
oder einem Computerraum oder im Außenbereich, andauernd sehr unterschiedliche Einflüsse
überwacht werden, so dass eine derartige Ausbildung für ein Schaltschrank-Überwachungs-
und Steuerungssystem ungünstig ist.
Bei einem in der US 5,948,962
A angegebenen Überwachungssystem mit über eine Steckkupplung anschließbaren
Gassensoren ist in der Sensoreinheit ein digitaler Speicher angeordnet, mit dessen
Daten feststellbar ist, ob ein angeschlossener Gassensor akzeptierbar ist oder nicht.
Bei einem in der DE 198 56
952 A1 gezeigten Steuerungssystem wird eine Steuereinrichtung mittels einer
Codiereinrichtung auf die jeweiligen Funktionsanforderungen daran anschließbarer
unterschiedlicher Geräte eingestellt. Die Codiereinrichtung weist in dem Gerät mindestens
ein Widerstandspaar auf, das je nach Gerät einen unterschiedlichen Widerstand besitzt,
während in der Steuereinrichtung ein Vorwiderstand mit festem Widerstandswert angeordnet
ist, wodurch ein das jeweilige Gerät bezeichnender Spannungswert erhalten wird.
In der Steuereinrichtung sind mindestens zwei Prozessoren angeordnet, um entsprechend
unterschiedlichen Steuerungsfunktionen anfallende Signale auf der Grundlage von
Codenummern zu verarbeiten. Dieses Steuerungssystem ist insbesondere für Gasfeuerungsautomaten
ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltschranküberwachungs-
und Steuerungssystem der eingangs genannten Art bereit zu stellen, das mit möglichst
wenig Aufwand vereinfachte Verwendungsmöglichkeiten bietet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach
ist vorgesehen, dass die Sensoranschlusseinrichtung eine Erkennungseinrichtung zum
Unterscheiden der verschiedenen Sensoren und/oder Aktoren aufweist, die beliebig
und austauschbar an die mindestens eine Anschlussstelle in gleicher Weise anschließbar
sind, wobei Sensoren und/oder Aktoren mit jeweils eingebautem unterschiedlichem
festem ohmschem Codierwiderstand vorgesehen sind, die über ein oder mehrere Anschlusselemente
eines Sensor-/Aktorports mit einem darin angeordneten Bezugswiderstand zum Erzeugen
eines unterschiedlichen Spannungsabfalls zusammenwirken, und dass die Erkennungseinrichtung
eine Erkennungsstufe aufweist, die anhand gespeicherter Zuordnungswerte zu den Spannungsabfällen
die verschiedenen Sensoren und/oder Aktoren unterscheidet, dass die Sensoranschlusseinrichtung
ein Prozessorsystem zum Aufnehmen der Eingangssignale und Bereitstellen der Aktorsignale
aufweist, dass die Erkennungseinrichtung eine in dem Prozessorsystem ausgebildete
Zuordnungseinrichtung zum Zuordnen der von den Sensoren und/oder Aktoren kommenden
Eingangssignale zu den Zuordnungswerten und zu einer zugehörigen Verarbeitungsweise
aufweist und dass auf der Grundlage der Zuordnung eine Datenaufbereitung und Datenausgabe
zur Anzeige, Steuerung und/oder Regelung erfolgt.
Mit diesen Maßnahmen kann ein Benutzer unterschiedliche Sensoren und/oder
Aktoren an den vorhandenen Sensoranschlussstellen, die mit geeigneten Stecker-/Kupplungseinheiten
ausgestattet sind, leicht verwechslungsfrei anschließen und wahlweise austauschen.
Auch können je nach Einsatzbedingungen auf einfache Weise passende Sensoren gewählt
werden, wobei die Erkennungseinrichtung die jeweils angeschlossenen Sensoren und/oder
Aktoren automatisch und eindeutig erkennt. Auch wird ein einfacher, übersichtlicher
Aufbau erreicht mit der Möglichkeit, durch Programmierung Änderungen oder Ergänzungen
vorzunehmen.
Eine einfache Zuführung und Abgabe von Eingangssignalen und/oder Ausgangssignalen
unterschiedlicher Art wird dadurch auf einfache Weise erreicht, dass die Sensoranschlussstellen
für verschiedenartige Eingangssignale von den und Ausgangssignale zu den Sensoren
und/oder Aktoren separate Anschlusselemente aufweisen und dass die Sensoren und/oder
Aktoren entsprechend der von ihnen gelieferten oder empfangenen Signalart mit komplementären
Anschlusselementen zum Zuführen oder Aufnehmen der Eingangssignale oder Ausgangssignale
versehen sind.
Dabei werden auch bei wenigen Anschlusselementen relativ viele Sensoren
und/oder Aktoren dadurch anschließbar, dass zumindest über einen Teil der Anschlussselemente
pro Anschlusselement auch verschiedenartige Eingangssignale oder Ausgangssignale
zuführbar oder abgebbar sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass mindestens
zwei verschiedene Sensoren zum Erzeugen der verschiedenen Signalarten durch Widerstandsänderung,
Stromänderung, Spannungsänderung, Frequenzänderung, Änderung des Tastverhältnisses
bei einem Pulsweitensignal, einen Ein-/Ausschaltvorgang, Kapazitätsänderung oder
Änderung eines spektralen Transmissions-, Reflektions- oder Absorptionsverhaltens
vorhanden sind.
Zusätzlich oder alternativ zu der genannten Unterscheidung mittels
Codierwiderständen bestehen vorteilhafte Maßnahmen zur Erkennung darin, dass die
Unterscheidung verschiedener Sensoren und/oder Aktoren in Abhängigkeit von einer
Belegung der Anschlusselemente (a bis h) mit den komplementären Anschlusselementen
und/oder aufgrund der Signalart erfolgt.
Verschiedene vorteilhafte Ausstattungsvarianten werden dadurch erreicht,
dass zumindest zwei verschieden arbeitende Sensoren und/oder Aktoren aus der Kategorie
der Temperatursensoren, Feuchtesensoren, Rauchsensoren, Vibrationssensoren,
Schließzustandssensoren, Zugangssensoren, Spannungssensoren und/oder Klimatisierungskomponenten
vorhanden sind.
Dabei ist es für die Signalzuführung und Signalabgabe günstig vorzusehen,
dass zwischen dem Sensor-/Aktorport und dem Prozessorsystem zur Aufnahme, Aufbereitung
und Weiterleitung der Eingangssignale ein Anschlusscontroller mit integriertem oder
externem A/D-Wandler und/oder ein Controller für eine serielle Schnittstelle und/oder
eine Treibereinheit für die Ausgangssignale angeordnet ist/sind.
Ist weiterhin vorgesehen, dass zwischen dem Prozessorsystem und dem
Sensor-/Aktorport oder dem Anschlusscontroller und/oder dem Controller für die serielle
Sensorschnittstelle zur gesteuerten Verteilung der Eingangssignale von den und der
Ausgangssignale zu den Anschlusselementen mindestens ein Multiplexer angeordnet
ist, so wird bei vielfältigen Auslegungsmöglichkeiten ein einfacher Aufbau erreicht,
wobei auch wenige Anschlusselemente ausreichen, die programmgesteuert, z.B. zyklisch,
abgefragt bzw. beaufschlagt werden können.
Mit den Maßnahmen, dass in der Sensoranschlusseinrichtung eine Netzschnittstelle
und/oder eine serielle Außenschnittstelle ausgebildet ist, werden die Datenabgabe
nach außen und die Datenaufnahme von außen von übergeordneten Überwachungs- und/oder
Steuerungseinrichtungen auch von entfernten Stellen aus auf einfache Weise ermöglicht.
Für eine benutzerfreundliche Verwendung sind weiterhin die Maßnahmen
von Vorteil, dass die Sensoranschlusseinrichtung als selbständige Einheit ausgebildet
ist, dass die Steuereinrichtung mindestens ein Satellitengerät und/oder übergeordnetes
Basisgerät aufweist, dass das mindestens eine Satellitengerät mit einer Netzkoppeleinheit
versehen und mit dieser unmittelbar an ein Netz oder an das Basisgerät angeschlossen
oder anschließbar ist, das seinerseits eine Netzanschlusseinheit aufweist und mit
dieser an das Netz anschließbar ist, und dass die Sensoranschlusseinrichtung mit
dem Satellitengerät und/oder dem Basisgerät verbindbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines
Schaltschranküberwachungs- und Steuerungssystems mit einer Schaltschranküberwachungs-
und Steuerungseinrichtung und daran über eine Sensorkoppeleinrichtung angeschlossenen
Sensoren und Aktoren,
2 eine nähere Ausgestaltung einer Sensoranschlusseinheit
der Sensoranschlusseinrichtung nach 1 und
3 eine Einbindung eines Schaltschranküberwachungs-
und Steuerungssystems in ein übergeordnetes Überwachungssystem.
1 zeigt ein Schaltschranküberwachungs-
und Steuerungssystem 1 mit einer ein Basisgerät 2 und ein Satellitengerät
3 aufweisenden Schaltschranküberwachungs- und Steuerungseinrichtung
20, an die über Ankoppeleinheiten 3.2 des Satellitengeräts
3 eine Sensoranschlusseinrichtung 4 mit mehreren Sensoranschlusseinheiten
4' angeschlossen ist. An jede Sensoranschlusseinheit 4' sind mehrere
Sensoren 5 und/oder Aktoren 6 über Sensoranschlussstellen
4.1 anschließbar. Das Basisgerät 2 ist über eine Netzanschlusseinheit
2.1 mit einem lokalen Netz (LAN) oder öffentlichen Netz 10 (vgl.
3) verbindbar, um auch von einer entfernten Stelle
aus eine Kontrolle des Schaltschranküberwachungs- und Steuerungssystems
1 und erforderlichenfalls Einflussmöglichkeiten für berechtigte Personen
zu ermöglichen. Beispielsweise können in der Schaltschranküberwachungs- und Steuerungseinrichtung
20 gespeicherte Daten abgefragt oder geändert oder ergänzt werden oder
Verarbeitungsprogramme eingelesen oder verändert werden. Auch das Satellitengerät
3 ist über eine Netzkoppeleinheit 3.1 an ein übergeordnetes Netz
10 oder lokales Netz (LAN) anschließbar, wobei es sich bei der Netzkoppeleinheit
3.1 vorteilhafterweise um denselben Anschluss handelt, an den alternativ
auch das Basisgerät 2 über den entsprechend ausgelegten Satellitenanschluss
2.2 angeschlossen werden kann. Das Satellitengerät 3 kann somit
auch selbsttätig eine Überwachung und/oder Steuerung oder Regelung der Sensoren
5 und/oder Aktoren 6 über die Sensoranschlusseinrichtung
4 vornehmen.
Wie 2 zeigt, werden die Sensorsignale
und/oder Aktorsignale als Eingangssignale und/oder Ausgangssignale über Anschlusselemente
a bis h einem Sensor-/Aktorport 4.2 zugeführt bzw. über diesen abgegeben.
Von dem Sensor-/Aktorport 4.2 werden die Eingangssignale einer Stufe mit
mehreren Multiplexern 4.4 zugeführt und gelangen über diese in einen daran
angeschlossenen Anschlusscontroller 4.5, der einen integrierten A/D-Wandler
4.51 für eine Analog/Digital-Wandlung analoger Eingangssignale und einen
Zähler 4.52 zum Feststellen einer Frequenz digitaler oder analoger Eingangssignale
aufweist. Parallel zu dem Anschlusscontroller 4.5 ist vorliegend für komplexere
Eingangssignale und/oder Ausgangssignale eine serielle Sensorschnittstelle
4.6 insbesondere in Form eines I2-C-Controllers angeordnet.
Mittels eines ebenfalls parallel zu dem Anschlusscontroller
4.5 und der seriellen Sensorschnittstelle 4.6 angeordneten Treibers
4.9 können an digitalen oder analogen Ausgängen der Sensor-/Aktorports
4.2 auch größere Lasten betrieben werden.
Der Anschlusscontroller 4.5, die serielle Sensorschittstelle
4.6 sowie der Treiber 4.9 sind mit einem Prozessorsystem
4.7 verbunden, das übergeordnete Steuerungsmaßnahmen für die Ansteuerung
der Sensoren 5 und/oder Aktoren 6 sowie die Verarbeitung der empfangenen
Eingangssignale und abgegebenen Ausgangssignale übernimmt. Außerdem stellt das Prozessorsystem
4.7 über eine Außenverbindung 4.8 in Form einer Netzschnittstelle
4.81 und/oder einer seriellen Außenschnittstelle 4.82, wie z.B.
einer RS 232 Schnittstelle, eine Datenausgabe und Dateneingabe für eine Anzeige,
Überwachung und/oder Steuerung oder Regelung auch von einer entfernten Stelle aus
für eine Bedienperson zur Verfügung. Diese Außenverbindung kann z.B. die Kommunikation
über die Ankoppeleinheit 3.2 des Satellitengeräts 3 herstellen.
Zum Unterscheiden unterschiedlicher Sensoren 5 und/oder Aktoren
6 sind diese mit einem abhängig vom Sensortyp unterschiedlichen Codierwiderstand
RC ausgestattet, dem ein Bezugswiderstand Rref an dem entsprechenden
Anschlusselement (z.B. e) zugeordnet ist. Der Codierwiderstand RC und
der feste Bezugswiderstand Rref bilden einen Spannungsteiler, an dem
in Abhängigkeit von der Größe des Codierwiderstand RC unterschiedliche
Spannungen abfallen, die über den entsprechenden Mulitplexer 4.4 und A/D-Wandler
4.51 in dem Anschlusscontroller 4.5 vorverarbeitet und zur Erkennung
des Sensors 5 und/oder Aktors 6 an eine Erkennungseinheit in dem
Prozessorsystem 4.7 weitergeleitet werden. Die Erkennungseinheit weist
eine Zuordnungseinrichtung 4.71 auf, in der mittels einer Zuordnungstabelle
der erfasste Spannungswert einem Code des angeschlossenen Sensors 5 und/oder
Aktors 6 zugeordnet wird. Hierdurch können die verschiedenen Sensoren
5 und/oder Aktoren 6 unterschieden werden. In Abhängigkeit von
dem Sensor 5 und/oder Aktor 6 können dann die von diesem erhaltenen
Eingangsdaten mit entsprechenden darauf zugeschnittenen Programmen verarbeitet oder
die abzugebenden Ausgangssignale für einen betreffenden Aktor 6 bereitgestellt
und abgegeben werden.
Alternativ zu Ohm'schen Widerständen ist zum Unterscheiden der Sensoren
und/oder Aktoren die Verwendung von Zenerdioden in den Anschlüssen der Sensoren/Aktoren
möglich. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Zenerdioden mit unterschiedlichen
Zenerspannungen kann erkannt werden, um welchen Sensor-/Aktortyp es sich handelt.
Durch Verwendung von zwei Zener-Dioden, die an zwei Eingängen von
4.2 angeschlossen werden, kann bei 10 unterschiedlichen Zener-Spannungsarten
100 unterschiedliche Sensoren/Aktoren erkannt werden.
Ein weiteres Anschlusselement, z.B. das Anschlusselement g, wird für
ein Strom-Eingangssignal eines Messstroms IX verwendet, das über ein
komplementäres Anschlusselement von einem Sensor 5 aus zugeführt wird,
der auf eine Messgrößenänderung mit einer charakteristischen Stromänderung reagiert.
Zum Abgreifen des Strom-Eingangssignals ist in dem Sensor/Aktorport 4.2
an dem entsprechenden Anschlusselement g ein weiterer Bezugswiderstand Rref'
angeschlossen und an Masse gelegt. Das Stromsignal wird dann ebenfalls weiter über
einen zugeordneten Multiplexer 4.4 an den Anschlusscontroller
4.5 weitergeleitet und dem Prozessorsystem 4.7 zur Verarbeitung
zugeführt.
Über ein weiteres Anschlusselement, z.B. das Anschlusselement d, können
mehrere verschiedene Eingangssignale, nämlich ein Widerstands-, Spannungs- oder
Frequenz-Eingangssignal über ein entsprechendes komplementäres Anschlusselement
des Sensors 5 zugeführt werden, wobei ein gegen Masse geschalteter äußerer
Referenzwiderstand Rr bei einem Widerstands-Eingangssignal oder einem
digitalen Eingangssignal verwendet wird, der in dem entsprechenden Sensor
5 angeordnet sein kann. Um das Spannungs-Eingangssignal bereit zu stellen,
wird z.B. ein Sensor verwendet, der die Messgröße aufgrund des Seebeckeffekts in
eine Gleichspannung bei Temperaturänderung umwandelt, so dass es sich dabei um einen
Temperatursensor handelt. Zum Erzeugen eines Widerstands-Eingangssignals kann bei
einem Temperatursensor z.B. ein Widerstand mit positivem oder negativem Temperaturkoeffizienten,
beispielsweise ein Halbleiterwiderstand verwendet werden. Weitere Sensortypen können
darauf beruhen, dass eine Messgrößenänderung durch eine Änderung der Kapazität,
der Frequenz oder des Tastverhältnisses eines PWM-Signals erfasst wird. Ein digitales
Eingangssignal kann z.B. durch einen Ein-/Ausschaltvorgang erhalten werden, etwa
mit einem Reed-Relais als Türkontaktschalter.
So kann ein Temperatursensor beispielsweise auch als Quarzthermometer
ausgebildet sein, bei dem die Resonanzfrequenz eines Schwingquarzes bei Temperaturänderung
verändert wird und ein digitales Signal im Sensor gebildet und als Eingangssignal
dem Sensor-/Aktorport 4.2 zugeführt wird. Für den Aufbau verschiedener
Feuchtesensoren können folgende Effekte genutzt werden: Änderung der Leitfähigkeit
durch Feuchtigkeit, Änderung der Elektrizitätskonstane durch Feuchtigkeit oder Absorption
langwelliger Infrarotstrahlung je nach Wassermenge (Infrarothygrometer).
Komplexere Eingangssignale können über weitere Anschlusselemente,
z.B. die Anschlusselemente b und c einer I2-C-Schnittstelle zugeführt
und von dort aus über zugeordnete Multiplexer 4.5 an den I2-C-Controller
4.6 und das Prozessorsystem 4.7 weitergeleitet werden. Auf diese
Weise können Messwerte des Sensors mit Hilfe eines Bus-Protokolls ausgelesen werden
und auch Daten einer Zugangskontrolleinheit, beispielsweise einer Kartenleseeinheit,
einer Transpondereinheit oder dgl. weitergeleitet werden. Anstelle eines I2-C-Buses
kommen beispielsweise auch ein CAN-Bus, ein LON-Bus oder ein Profi-Bus in Betracht.
Über weitere Anschlusselemente, z.B. die Anschlusselemente a und h,
werden ein Masseanschluss und ein Versorgungsspannungsanschluss für die Sensoren
5 und/oder Aktoren 6 zur Verfügung gestellt. Damit kann dann z.B.
der Spannungsabfall für den Codierwiderstand RC oder eine Widerstandsmessung
erzeugt werden. Zum Betreiben einer Last über den Treiber 4.9 kann z.B.
das Anschlusselement b verwendet werden.
Für die Erkennung der verschiedenen Sensoren 5 und/oder Aktoren
6 kann alternativ zu der Erkennung über den Codierwiderstand RC
oder zusätzlich die Zuführung der Eingangssignale über verschiedene Anschlusselemente
a bis h und/oder die in einer entsprechenden Detektionseinheit des Prozessorsystems
4.7 erfasste Signalart ausgenutzt werden.
Die Sensoren 5 und/oder die Aktoren 6 können aufgrund
der beschriebenen Maßnahmen stets in gleicher Weise an dem Sensor-/Aktorport
4.2 angeschlossen werden. Jede Sensoranschlusseinheit 4' der Sensoranschlusseinrichtung
4 kann mit mehreren Verbindungseinheiten nach 2
versehen sein, und zur Vervielfachung der Anschlussmöglichkeiten können an ein Satellitengerät
3 mehrere Sensoranschlusseinheiten 4' angeschlossen werden, die
jeweils in einem eigenen Gehäuse untergebracht sein können.
|
| Anspruch[de] |
- Schaltschranküberwachungs- und Steuerungssystem zum Überwachen und/oder
Steuern und/oder Regeln von schaltschrankspezifischen Funktionen mit einer Steuerungseinrichtung
(2, 3) und mehreren unterschiedlichen daran über eine Sensoranschlusseinrichtung
(4) mit mindestens einer Sensoranschlussstelle (4.1) ankoppelbaren
oder angekoppelten Sensoren (5) und/oder Aktoren (6),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoranschlusseinrichtung (4) eine Erkennungseinrichtung zum
Unterscheiden der verschiedenen Sensoren (5) und/oder Aktoren (6)
aufweist, die beliebig und austauschbar an die mindestens eine Anschlussstelle (4.1)
in gleicher Weise anschließbar sind, wobei Sensoren (5) und/oder Aktoren
(6) mit jeweils eingebauten unterschiedlichem festem ohmschem Codierwiderstand
(RC) vorgesehen sind, die über ein oder mehrere Anschlusselemente eines
Sensor-/Aktorports (4.2) mit einem darin angeordneten Bezugswiderstand
(Rref) zum Erzeugen eines unterschiedlichen Spannungsabfalls zusammenwirken,
und die Erkennungseinrichtung eine Erkennungsstufe aufweist, die anhand gespeicherter
Zuordnungswerte zu den Spannungsabfällen die verschiedenen Sensoren und/oder Aktoren
(6) unterscheidet,
dass die Sensoranschlusseinrichtung (4) ein Prozessorsystem (4.7)
zum Aufnehmen der Eingangssignale und Bereitstellen der Aktorsignale aufweist,
dass die Erkennungseinrichtung eine in dem Prozessorsystem (4.7) ausgebildete
Zuordnungseinrichtung (4.71) zum Zuordnen der von den Sensoren (5)
und/oder Aktoren (6) kommenden Eingangssignale zu den Zuordnungswerten
und zu einer zugehörigen Verarbeitungsweise aufweist
und
dass auf der Grundlage der Zuordnung eine Datenaufbereitung und Datenausgabe zur
Anzeige, Steuerung und/oder Regelung erfolgt.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoranschlussstellen (4.1) für verschiedenartige Eingangssignale
von den und Ausgangssignale zu den Sensoren (5) und/oder Aktoren (6)
separate Anschlusselemente (a bis h) aufweisen und
dass die Sensoren (5) und/oder Aktoren (6) entsprechend der von
ihnen gelieferten oder empfangenen Signalart mit komplementären Anschlusselementen
zum Zuführen oder Aufnehmen der Eingangssignale oder Ausgangssignale versehen sind.
- System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest über
einen Teil der Anschlusselemente (a bis h) pro Anschlusselement (z.B. d) auch verschiedenartige
Eingangssignale oder Ausgangssignale zuführbar oder abgebbar sind.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei verschiedene Sensoren (5) zum Erzeugen der verschiedenen
Signalarten durch Widerstandsänderung, Stromänderung, Spannungsänderung, Frequenzänderung,
Änderung des Tastverhältnisses bei einem Pulsweitensignal, einen Ein-/Ausschaltvorgang,
Kapazitätsänderung oder Änderung eines spektralen Transmissions-, Reflektions- oder
Absorptionsverhaltens vorhanden sind.
- System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Unterscheidung verschiedener Sensoren (5) und/oder Aktoren (6)
in Abhängigkeit von einer Belegung der Anschlusselemente (a bis h) mit den komplementären
Anschlusselementen und/oder aufgrund der Signalart erfolgt.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwei verschieden arbeitende Sensoren (5) und/oder Aktoren
(6) aus der Kategorie der Temperatursensoren, Feuchtesensoren, Rauchsensoren,
Vibrationssensoren, Schließzustandssensoren, Zugangssensoren, Spannungssensoren
und/oder Klimatisierungskomponenten vorhanden sind.
- System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sensor-/Aktorport
(4.2) und dem Prozessorsystem (4.7) zur Aufnahme, Aufbereitung
und Weiterleitung der Eingangssignale ein Anschlusscontroller (4.5) mit
integriertem oder externem A/D-Wandler (4.51) und/oder ein Controller für
eine serielle Schnittstelle (4.6) und/oder eine Treibereinheit (4.9)
für die Ausgangssignale angeordnet ist/sind.
- System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
dem Prozessorsystem (4.7) und dem Sensor-/Aktorport (4.2) oder
dem Anschlusscontroller (4.5) und/oder dem Controller für die serielle
Sensorschnittstelle (4.6) zur gesteuerten Verteilung der Eingangssignale
von den bzw. der Ausgangssignale zu den Anschlusselementen (a bis h) mindestens
ein Mulitplexer (4.4) angeordnet ist.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Sensoranschlusseinrichtung (4) eine Netzschnittstelle (4.81)
und/oder eine serielle Außenschnittstelle (4.82) ausgebildet ist.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoranschlusseinrichtung (4) eine oder mehrere als selbstständige
Einheit ausgebildete Sensoranschlusseinheiten (4') aufweist, dass die Steuereinrichtung
mindestens ein Satellitengerät (3) und/oder ein übergeordnetes Basisgerät
(2) aufweist,
dass das mindestens eine Satellitengerät (3) mit einer Netzkoppeleinheit
(3.1) versehen und mit dieser unmittelbar an ein Netz (10) oder
an das Basisgerät (2) angeschlossen oder anschließbar ist, das seinerseits
eine Netzanschlusseinheit (2.1) aufweist und mit dieser an das Netz (10)
anschließbar ist, und
dass die Sensoranschlusseinrichtung (4) mit dem Satellitengerät (3)
und/oder dem Basisgerät (2) verbindbar ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen
|
|
|
