DE102005017771B4 - Method of manufacturing a low-voltage circuit breaker with self-monitoring functions - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Fertigung eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit elektronischem Überstromauslöser und Eigenüberwachungsfunktionen, wobei der elektronische Überstromauslöser mit einem internen Fehlermeldespeicher für Fehler in der Eigenüberwachung ausgerüstet ist, wobei im Prozess der Fertigung des Leistungsschalters ein Fehlerprüfprogramm durchfahren wird, bei dem auftretende und von einer Schalteinheit oder dem Überstromauslöser erkannte Fehler im Fehlermeldespeicher eingetragen und ausgelesen werden.Method for manufacturing a low-voltage circuit breaker with electronic overcurrent release and self-monitoring functions, wherein the electronic overcurrent release is equipped with an internal fault memory for errors in self-monitoring, wherein in the process of manufacturing the circuit breaker, an error checking program is passed in the occurring and by a switching unit or the Overcurrent release detected errors in the error message memory are entered and read out.

Description

Die Erfindung betrifft die Fertigung eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit elektronischem Überstromauslöser und Eigenüberwachungsfunktionen, wobei der elektronische Überstromauslöser mit einem internen Fehlermeldespeicher für Fehler in der Eigenüberwachung ausgerüstet ist.The invention relates to the manufacture of a low-voltage circuit breaker with electronic overcurrent release and self-monitoring functions, the electronic overcurrent release is equipped with an internal error message memory for errors in self-monitoring.

Elektronische Überstromauslöser für Niederspannungs-Leistungsschalter sind komplexe Geräte, welche aus einer Vielzahl elektronischer Komponenten gefertigt sind. Die Betreiber von Niederspannungs-Leistungsschaltern stellen hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit dieser Schutzeinrichtungen.Electronic overcurrent releases for low-voltage circuit breakers are complex devices made from a variety of electronic components. The operators of low-voltage circuit breakers make high demands on the reliability of these protective devices.

Trotz intensiver Bemühungen zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit von Niederspannungs-Leistungsschaltern können, bedingt durch den Ausfall von Bauelementen, Fehlbedienungen oder starke Störungen durch Umwelteinflüsse, zum Beispiel EMV, fehlerhafte Betriebszustände auftreten.Despite intensive efforts to ensure the reliability of low-voltage circuit breakers can occur due to the failure of components, operating errors or strong interference from environmental factors, such as EMC, erroneous operating conditions.

So können zum Beispiel die elektrischen Schaltkontakte eines Bedienelements verschmutzt oder verbogen sein, ein über einen Datenbus angeschlossener Speicher nicht auf Busanfragen reagieren oder eine Datenübertragung über einen Bus gestört sein.Thus, for example, the electrical switching contacts of an operating element may be dirty or bent, a memory connected via a data bus can not respond to bus requests or a data transmission via a bus may be disturbed.

In diesem Zusammenhang ist aus der EP 0 973 239 B1 eine Schutzschalteinrichtung für einen Laststromkreis mit mindestens zwei zwischen einem Betriebsspannungseingang und einem Schaltausgang für die Last verlaufenden Strompfaden bekannt, bei welchem in jedem Strompfad ein elektronischer Schalter vorgesehen ist, der mit einem Steuersystem zum Überwachen und allpoligen Abschalten des Laststromkreises verbunden ist. Eine Ausgestaltungsform zeigt eine vom Steuersystem angesteuerte Schalteinheit mit einer manuell rücksetzbaren Fehlerspeicherung und mit einem ersten Schalter zur Aktivierung einer externen Zustandsanzeige.In this context is from the EP 0 973 239 B1 a circuit protection circuit for a load circuit with at least two current paths running between an operating voltage input and a switching output for the load, wherein in each current path an electronic switch is provided, which is connected to a control system for monitoring and all-pole disconnection of the load circuit. One embodiment shows a switching unit controlled by the control system with a manually resettable fault memory and with a first switch for activating an external status display.

Die EP 1 294 068 A2 offenbart eine elektronische Auslöseeinheit für einen Schutzschalter umfassend: einen Mikroprozessor, der programmiert ist, einen Überstromzustand des Leistungsschalters zu bestimmen; einen nichtflüchtigen Speicher in elektronischer Kommunikation mit dem Mikroprozessor; und einen Modul-Stecker, der lösbar mit dem Mikroprozessor gekoppelt ist.The EP 1 294 068 A2 discloses an electronic tripping unit for a circuit breaker comprising: a microprocessor programmed to determine an overcurrent condition of the circuit breaker; a nonvolatile memory in electronic communication with the microprocessor; and a module connector releasably coupled to the microprocessor.

Überdies ist aus der DE 195 28 019 A1 ein Fehlerstromschutzschalter bekannt, der mit Hilfe eines Stromgebers und Stromsensors seinen Fehlerstromansprechwert in vorbestimmten Zeitabständen misst, mit Sollansprechströmen vergleicht, bei Überschreiten der Sollwerte rechtzeitig Alarm gibt und während der Messung mit Hilfe eines Sperrgliedes das öffnen der Hauptstromkontakte verhindert. Das Sperrglied ist so ausgebildet ist, dass es auch, wenn vorbestimmte Grenzansprechwerte überschritten wurden, zum Aufschlagen der Hauptstromkontakte und anschließend als Wiedereinschaltsperre dienen kann, was einem Fail-safe-Verhalten gleichkommt.Moreover, from the DE 195 28 019 A1 a fault current circuit breaker known which measures with the aid of a current sensor and current sensor its fault current response at predetermined intervals, compares with Sollansprechströmen, timely alarm when the setpoints are exceeded and prevents the opening of the main current contacts during the measurement by means of a locking member. The blocking member is designed so that it, even if predetermined Grenzansprechwerte were exceeded, can serve to strike the main power contacts and then as a reclosing lock, which is equivalent to a fail-safe behavior.

Neben der Hauptfunktion, dem Ausschalten bei Kurzschluss- und Überströmen, sind moderne Niederspannungs-Leistungsschalter deshalb mit einer Vielzahl von Eigenüberwachungsfunktionen ausgerüstet. So kann von der elektronischen Auslöseeinheit beispielsweise erkannt werden, ob ein Bemessungsstromstecker fehlt ( WO 02/35 569 ) oder ob der Bemessungsstromstecker für den Leistungsschalter ungeeignete Eigenschaftskennwerte enthält ( WO 00/19 473 ). Auch das Fehlen anderer Komponenten sowie das Vorhandensein falscher Systemkomponenten kann überwacht werden. Die Eigentemperatur der Auslöseeinheit und der Schalteinheit lassen sich messen und stellen Überwachungsfunktionen dar.In addition to the main function of switching off in the event of short-circuit and overcurrent, modern low-voltage circuit-breakers are therefore equipped with a large number of self-monitoring functions. For example, the electronic trip unit can detect whether a rated current plug is missing ( WO 02/35 569 ) or whether the rated current plug for the circuit-breaker contains inappropriate characteristic values ( WO 00/19473 ). The absence of other components and the presence of incorrect system components can also be monitored. The self-temperature of the trip unit and the switching unit can be measured and provide monitoring functions.

Je nach Charakter der überwachten Funktion wird eine Auslösung des Leistungsschalters oder nur eine Meldung bewirkt.Depending on the character of the monitored function, tripping of the circuit breaker or only a message is effected.

Es ist bisher bekannt, alle von der Eigenüberwachung erkannten Fehlerzustände über eine (meist rote) LED als Sammelstörmeldung am Auslöserfrontpanel, gegebenenfalls auch zusätzlich über eine akustische Anzeige, zu signalisieren. Eine Differenzierung der eingetretenen Fehlerzustände und Ursachen ist nicht möglich. Der Betreiber eines Leistungsschalters hat so nur schwerlich die Möglichkeit, eine differenzierte Ermittlung der ursächlichen Fehlerquelle durchzuführen und gegebenenfalls die Störung unter Austausch einzelner Komponenten zu beheben.It has hitherto been known to signal all fault states detected by the self-monitoring via a (usually red) LED as a collective fault message on the trigger front panel, if appropriate also via an acoustic indicator. A differentiation of the occurred error conditions and causes is not possible. The operator of a circuit breaker has thus hardly the opportunity to perform a differentiated determination of the source of the cause of the fault and, if necessary, to remedy the fault by replacing individual components.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fertigung eines Niederspannungs-Leistungsschalter mit Eigenüberwachungsfunktionen anzugeben, der eine differenzierte Ermittlung aufgetretener Fehler erlaubt.The invention has for its object to provide a method for manufacturing a low-voltage circuit breaker with self-monitoring functions, which allows a differentiated determination of errors occurred.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention this object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Danach ist jeder Fehler mit einem der Fehlerursache zugeordneten Fehlercode im Fehlermeldespeicher abzuspeichern und der Inhalt des Fehlermeldespeichers mit einem externen Diagnosegerät auslesbar.Thereafter, each error is stored with an error code associated with the error cause in the error message memory and the contents of the error message memory with an external diagnostic device readable.

Ereignisspeicher zum Speichern von Ereignissen, die zum Auslösen des Leistungsschalters geführt haben und die an einem grafischen Display angezeigt oder über eine Prüfbuchse an ein externes Diagnosegerät ausgegeben werden können, sind zwar seit vielen Jahren bekannt, eine differenzierte Aussage oder ein Speichern von Fehlerereignissen der Eigenüberwachung ist von der Fachwelt bisher jedoch nicht erwogen worden.Event memory for storing events that have triggered the circuit breaker and that can be displayed on a graphical display or output to an external diagnostic device via a test socket has been known for many years to be a differential statement or store of self-monitoring error events but has not been considered by experts in the past.

Nach einer ersten bevorzugten Variante ist in einem flüchtigen Speicher (RAM) des Überstromauslösers ein Teil für die Speicherung der Fehlermeldungen reserviert.According to a first preferred variant, a part for the storage of the error messages is reserved in a volatile memory (RAM) of the overcurrent release.

Im Prozess der Fertigung der Leistungsschalter wird ein Fehlerprüfprogramm durchfahren, bei dem auftretende und von der Schalteinheit oder dem Überstromauslöser erkannte Fehler im Fehlermeldespeicher eingetragen und ausgelesen werden können, so dass sie anschließend behoben werden können. Durch einen Neustart wird der Fehlermeldespeicher zurückgesetzt und das Fehlerprüfprogramm kann ein zweites Mal durchfahren werden. Im Betrieb des Schalters erfolgt später zyklisch eine Abfrage aller Eigenüberwachungsfunktionen auf etwaige Fehler.In the process of manufacturing the circuit breaker, an error checking program is run through, in which occurring errors detected by the switching unit or the overcurrent release can be entered and read out in the error message memory, so that they can subsequently be eliminated. A restart will reset the error message memory and allow the error checking program to be run through a second time. During operation of the switch, a query of all self-monitoring functions for possible errors takes place cyclically later.

Der Fehlerspeicher bietet entsprechend seinem Speichervolumen Platz für bis zu n Fehlereinträge, die durch unterschiedliche Fehlercodes repräsentiert werden können. Beim Erkennen eines Fehlers trägt die Software einen eindeutig identifizierbaren, der Fehlerursache zugeordneten Fehlercode in den Fehlermeldespeicher ein. Verfügt der Leistungsschalter über ein Zeitmesssystem, so kann auch der Zeitpunkt des Auftretens eines Fehlers festgehalten und später mit dem Auftreten äußerer Ereignisse verglichen werden.The error memory offers space for up to n error entries according to its storage volume, which can be represented by different error codes. When an error is detected, the software enters a clearly identifiable error code assigned to the error cause in the error message memory. If the circuit breaker has a timing system, then the time of occurrence of an error can be recorded and compared later with the occurrence of external events.

Zweckmäßig werden die Fehler in der Reihenfolge ihres Auftretens abgespeichert.The errors are expediently stored in the order in which they occur.

Der Fehlermeldespeicher ermöglicht durch Auslesen eine genaue differenzierte Analyse der aufgetretenen Fehler.The error message memory allows by reading a precise differentiated analysis of the errors occurred.

Der Inhalt des Fehlermeldespeichers kann zweckmäßig über extern angeschlossene Diagnosegeräte, zum Beispiel einen Personal Computer mit Diagnosesoftware, oder über Kommunikationsschnittstellen des Überstromauslösers übertragen und ausgewertet werden. Bei entsprechender Implementierung von einem im elektronischen Überstromauslöser integrierten Anzeigegerät, zum Beispiel einer LCD-Anzeige, ist auch eine Klartextbeschreibung der Fehler möglich.The content of the error message memory can be suitably transmitted and evaluated via externally connected diagnostic devices, for example a personal computer with diagnostic software, or via communication interfaces of the overcurrent release. With appropriate implementation of a built-in electronic overcurrent release display device, such as an LCD display, a clear text description of the error is possible.

Bei entsprechender Implementierung ist nach einer weiteren bevorzugten Variante auch eine nichtflüchtige Speicherung des Inhaltes des Fehlermeldespeichers in einem im elektronischen Überstromauslöser integrierten Speicherbaustein (zum Beispiel EEPROM) möglich. In diesem Fall könnte der Betreiber des Leistungsschalters bei sporadisch auftretenden Ausfällen den Überstromauslöser herausnehmen und zum Hersteller einschicken und dort den Fehlermeldespeicher auswerten lassen.With a corresponding implementation, according to a further preferred variant, non-volatile storage of the content of the error message memory in a memory module (for example EEPROM) integrated in the electronic overcurrent release is also possible. In this case, the operator of the circuit breaker for sporadic failures could take out the overcurrent release and send it to the manufacturer and there can evaluate the error memory.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die eine grundsätzliche Anordnung eines zu einem Leistungsschalter gehörenden elektronischen Überstromauslösers zeigt, erläutert.The invention will be explained below in an embodiment with reference to the accompanying drawing, which shows a basic arrangement of belonging to a circuit breaker electronic overcurrent release explained.

Die Figur zeigt in einem Ausführungsbeispiel eine grundsätzliche Anordnung eines zu einem Leistungsschalter gehörenden elektronischen Überstromauslösers. Mit dem Überstromauslöser wird in einem Fehlerfall der Auslösemagnet des Leistungsschalters betätigt. Kernstück des Überstromauslösers ist ein Controller, der auf ein fest in einem ROM abgespeichertes Programm sowie auf in einem RAM gespeicherte Daten, zum Beispiel Kalibrierdaten, zugreift. In einem reservierten Teil des RAM ist ein Fehlermeldespeicher zur Speicherung von Fehlern der Eigenüberwachung eingerichtet. Beim Erkennen eines Fehlers durch die Eigenüberwachung wird ein identifizierbarer, der Fehlerursache zugeordneter Fehlercode in den Fehlermeldespeicher eingetragen, der dann durch ein hier nicht gezeigtes Anzeige- oder Lesegerät ausgelesen werden kann.The figure shows an embodiment of a basic arrangement of belonging to a circuit breaker electronic overcurrent release. With the overcurrent release, the tripping magnet of the circuit breaker is activated in the event of a fault. At the heart of the overcurrent release is a controller which accesses a program permanently stored in a ROM as well as data stored in a RAM, for example calibration data. In a reserved part of the RAM, an error message memory for storing errors of self-monitoring is set up. When an error is detected by the self-monitoring, an identifiable error code assigned to the cause of the error is entered in the error message memory, which can then be read out by a display or reading device, not shown here.

Claims (7)

Verfahren zur Fertigung eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit elektronischem Überstromauslöser und Eigenüberwachungsfunktionen, wobei der elektronische Überstromauslöser mit einem internen Fehlermeldespeicher für Fehler in der Eigenüberwachung ausgerüstet ist, wobei im Prozess der Fertigung des Leistungsschalters ein Fehlerprüfprogramm durchfahren wird, bei dem auftretende und von einer Schalteinheit oder dem Überstromauslöser erkannte Fehler im Fehlermeldespeicher eingetragen und ausgelesen werden.Method for manufacturing a low-voltage circuit breaker with electronic overcurrent release and self-monitoring functions, wherein the electronic overcurrent release is equipped with an internal fault memory for errors in self-monitoring, wherein in the process of manufacturing the circuit breaker, an error checking program is passed in the occurring and by a switching unit or the Overcurrent release detected errors in the error message memory are entered and read out. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstromauslöser einen flüchtigen Speicher aufweist, in welchem ein Teil für die Speicherung von Fehlermeldungen reserviert ist.A method according to claim 1, characterized in that the overcurrent trip has a volatile memory, in which a part reserved for the storage of error messages. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstromauslöser einen nichtflüchtigen Speicher aufweist, der mindestens teilweise für die Speicherung von Fehlermeldungen vorgesehen ist.A method according to claim 1, characterized in that the overcurrent release comprises a non-volatile memory, which is provided at least partially for the storage of error messages. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fehler mit einem der Fehlerursache zugeordneten Fehlercode im Fehlermeldespeicher abgespeichert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that each Error with one of the error cause associated error code is stored in the error message memory. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem Zeitmesssystem ausgerüstet und der Zeitpunkt eines Fehlereintritts zusammen mit dem Fehlercode gespeichert wird.A method according to claim 4, characterized in that the low-voltage circuit breaker is equipped with a timing system and the time of a fault entry is stored together with the error code. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt des Fehlermeldespeichers mit einem externen Diagnosegerät ausgelesen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the content of the error message memory is read out with an external diagnostic device. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem Anzeigegerät ausgerüstet ist, auf das der Inhalt des Fehlermeldespeichers übertragen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the low-voltage circuit breaker is equipped with a display device to which the content of the error message memory is transmitted.

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