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Die
Erfindung betrifft eine Leistungszuführungsvorrichtung, einen Leistungsmanagement-Server,
ein Leistungsmanagement-System und ein Leistungsmanagement-Verfahren
gemäß den Oberbegriffen
der unabhängigen
Ansprüche.
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Leistungsmanagement
wird eine immer wichtigere Angelegenheit, insbesondere an Endbenutzerstellen.
Es wird geschätzt,
dass bis zu 10% der elektrischen Leistung bei Endbenutzerstellen
oder -räumlichkeiten,
beispielsweise durch den Stand-by-Modus, unnötige Beleuchtung und dergleichen,
verschwendet wird.
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Zur
Verringerung des Leistungsverbrauchs durch Geräte-Stand-by sind verschiedene
Ansätze bekannt.
Bei modernen PCs kann beispielsweise die Peripherie zur Leistungszuführung in
eine Steckdose am PC anstatt in eine eigene Steckdose eingesteckt werden.
Dann wird beim Ausschalten des PCs die Leistungszuführung für die Peripheriekomponenten ebenfalls
ausgeschaltet. Weiterhin sind Verlängerungssteckdosen bekannt,
die mehrere Steckdosen in sich aufweisen, wobei eine von ihnen eine
Master-Steckdose ist. Wenn das Ausschalten des in die Master-Steckdose
eingesteckten Geräts
erfasst wird, werden die anderen Steckdosen von der Zuführungsseite
getrennt, so dass die in diese eingesteckten Geräte keine Leistung mehr empfangen.
Ferner sind viele Geräte
mit eingebauter Stand-by-Erfassung versehen. Sobald Stand-by erfasst
wird, kann gemäß bestimmten
weiteren Kriterien der Betriebsmodus des Geräts geändert werden. Beispielsweise
können Bildschirme
von PCs oder Arbeitsstatio nen von selbst auf Aus gehen, wenn als
Stand-by-Kriterium eine bestimmte Zeit lang keine geänderte Eingabe erfasst
worden ist.
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Der
Nachteil verschiedener solcher bekannter Systeme ist eine unzureichende
Anpassung an Verbraucherbedürfnisse
und häufig
auch eine verminderte Ansprechempfindlichkeit auf Benutzerbefehle,
teilweise indem sie unerwünschte "tote" Komponenten zur
Folge haben, welche zu verlorenen Funktionalitäten führen, wie etwa einen Rekorder, der
aufgrund dessen ausgeschaltet wird, dass ein zugehöriger Fernsehapparat
als ausgeschaltet oder im Stand-by erfasst wird.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Leistungszuführungsvorrichtung, einen Leistungsmanagement-Server,
ein Leistungsmanagement-System
und ein Leistungszuführungsverfahren
bereitzustellen, die fähig
sind, ein gut angepasstes Leistungsmanagement durchzuführen.
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Diese
Aufgabe wird in Übereinstimmung
mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche
gelöst. Abhängige Ansprüche sind
auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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Eine
Leistungszuführungsvorrichtung
umfasst einen Leistungsempfangsabschnitt, der die Verbindung zu
einer elektrischen Leistungsquelle mit zwei oder drei oder mehr
Phasen erlaubt, einen oder mehrere Leistungsabgriffsabschnitte,
welche den Anschluss einer oder mehrerer Leistungsableitungen oder
Leistungsverbrauchsgeräten
zum Empfangen von Leistung erlauben, eine Abgriffsschalteinrichtung zum
Verbinden oder Trennen des Leistungsabgriffsabschnitts von dem Leistungsempfangsabschnitt
nach Maßgabe
eines Steuersignals und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Betätigung der Abgriffsschalteinrichtung.
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Die
Leistungszuführungsvorrichtung
kann eine tragbare Mehrfachsteckdose mit mehreren Steckdosen und
einem mit einem Stecker versehenen Kabel zum Einstecken von diesem
in eine Wandsteckdose sein. Aber die Leistungszuführungsvorrichtung
kann gleichermaßen
eine oder eine Reihe von Leistungssteckdosen sein, die in eine Raumwand
eingebaut sind. Gleichermaßen
kann die Leistungszuführungsvorrichtung
auch eine zentrale Leistungsverteilungsanlage, beispielsweise im
Keller in Verbindung mit dem Sicherungskasten eines Privathauses,
sein.
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Die
Steuereinrichtung ist zum Überwachen eines
oder mehrerer Kriterien und zum Steuern des Schaltens der Abgriffsschalteinrichtung
in Übereinstimmung
mit den überwachten
Kriterien angepasst. Insbesondere kann die Überwachungseinrichtung den
Leistungsverbrauch an einer oder zwei oder mehr einzelnen Abgriffsstellen überwachen
und das Ausschalten von einer oder zwei oder mehr Abgriffsstellen
(d. h. die Trennung der Abgriffsstellen/Steckdosen von der vorrichtungsinternen
Zuführungsleitung)
nach Maßgabe
der Überwachungen
befehlen.
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Die
Leistungszuführungsvorrichtung
kann einen Lokalbetätigungsmodus
aufweisen, in dem sie selbst Überwachungen
durchführt
und die Leistungszuführung
nach Maßgabe
der Überwachungsergebnisse,
und möglicherweise
nach Maßgabe
anderer Daten, steuert. Sie kann auch oder stattdessen einen Fernsteuerungsmodus
aufweisen, in dem sie Befehle aus der Ferne empfangt und auch Informationen
in die Ferne senden kann, wobei die Kommunikation durch eine geeignete
Schnittstelle der Leistungszuführungsvorrichtung
erfolgt. In einem derartigen Fernmodus kann die Vorrichtung mit
einem entsprechend angepassten Leistungsmanagement-Server kommunizieren,
der Daten von der Leistungszuführungsvorrichtung
empfangen und die Steuerung und andere Daten für die Leistungszuführungsvorrichtung
erzeugen und an diese senden kann.
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Der
Leistungsmanagement-Server kann entfernt von der Leistungszuführungsvorrichtung
vorgesehen und über
ein Datennetz, wie etwa das Internet, damit verbunden sein. Der
Server kann auch näher an
der Leistungszuführungsvorrichtung,
beispielsweise in dem gleichen Gebäude oder Bereich oder Gebäudestockwerk
oder Block, vorgesehen sein. Die Verbindungsfähigkeit kann dann durch ein
lokales Netz, wie etwa LAN, WLAN oder dergleichen, oder über zugeordnete
Leitungen oder über
das Leistungsnetz selbst erbracht werden, das in geeigneter Weise
Modulationssignale auf dem Leistungswechselstrom trägt.
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Ein
Leistungsmanagement-System besteht aus der oben beschriebenen Leistungszuführungsvorrichtung
im Fernmodus und dem beschriebenen Leistungsmanagement-Server, wobei
die zwei Komponenten miteinander in Verbindung stehen.
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Gemäß einem
Leistungsmanagement-Verfahren kann eine Leistungszuführungsvorrichtung
die Leistungszuführung
zu einer oder mehreren Abgriffsstellen von dieser überwachen
und kann in Übereinstimmung
damit das Verbinden oder Trennen von Leistungsabgriffsstellen von
der Leistungszuführung nach
Maßgabe
der durchgeführten
Bestimmungen befehlen.
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In
einem Fernmodus beinhaltet das Leistungsmanagement-Verfahren einerseits
das Durchführen
von bestimmten Überwachungen
und das Übertragen
der erhaltenen Daten, möglicherweise nach
einer Art Auswertung oder Zusammenstellung, in die Ferne. Bei einem
anderen oder zusätzlichen Aspekt
können
Steuerdaten aus der Ferne empfan gen und Schaltungen von Leistungsabgriffen
nach Maßgabe
der aus der Ferne empfangenen Steuerdaten durchgeführt werden.
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen
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1 ein
schematisches Diagramm einer Leistungszuführungsvorrichtung ist,
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2 ein
schematisches Diagramm einer Steuereinrichtung der Leistungszuführungsvorrichtung
ist,
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3 ein
Gesamt-Leistungsmanagement-System ist,
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4 ein
Blockdiagramm des Leistungsmanagement-Servers zeigt, und
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5 schematisch Leistungsmanagement-Verfahren
zeigt.
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Im
Allgemeinen bezeichnen in dieser Patentbeschreibung gleiche Bezugszeichen
die gleichen Merkmale. In dieser Patentbeschreibung beschriebene
Merkmale sollen als miteinander kombinierbar betrachtet werden,
auch wenn dies nicht ausdrücklich gesagt
ist, soweit nicht technische Gründe
einer derartigen Kombination entgegenstehen.
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1 zeigt
schematisch eine Leistungszuführungsvorrichtung 10.
Sie ist auf ihrer Leistungsempfangsseite, beispielsweise über einen
Stecker 2 und ein Kabel 3, mit einer Leistungsquelle 1 verbindbar.
Auf der Zuführungsseite
ist sie mit Leistungsableitungen oder Leistungsverbrauchsgeräten 9,
beispielsweise Verbraucherprodukten wie etwa einem Fernsehgerät, einem
Rekorder, einer HiFi-Anlage, Computern oder anderen elektrischen
oder elektronischen Geräten,
Verbraucher- Produkten,
Haushaltsartikeln und Maschinen oder einer Leistungsweiterleitungs-
oder -verteilungsanlage oder einer anderen Leistungszuführungsvorrichtung,
verbindbar. Die Vorrichtung 10 kann über Abgriffsabschnitte 8, 8a,
... 8n, welche Steckdosen für entsprechende Stecker sein
können,
Leistung zuführen.
Die Vorrichtung kann ein tragbares Gerät mit einem Gehäuse 4 sein. Sie
kann eine Mehrfachsteckdose mit einem Kabel 3 und einem
Stecker 2 zur Verbindung mit einer Wandsteckdose und mit
mehreren eigenen Steckdosen 8a, ... 8n sein. Gleichermaßen kann
die Vorrichtung beispielsweise als Reihe von Steckdosen in die Wand eines
Raums eingebaut sein, oder sie kann eine Leistungsverteilungsanlage
an einem zentralen Leistungseinlass eines Gebäudes oder eines Stockwerks eines
Gebäudes
oder dergleichen sein. 5, 5a, ... 5n bezeichnen
interne Leistungsleitungen mit einer zentralen Leitung 5 und
Abzweigungen 5a, ... 5n, die den Abgriffsstellen 8a,
... 8n entsprechen.
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15 sind
Abgriffsschalteinrichtungen, die jeweils eine oder mehrere Abgriffsstellen 8 von
der Leistungszuführungsseite
trennen oder wieder mit ihr verbinden können. Sie können in den Leitungen 5a, ... 5n sitzen. 1 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der jede Abgriffsstelle 8 ihren eigenen Schalter 15 hat (Paare 8a–15a, 8n–15n).
Aber gleichermaßen
können
mehrere Abgriffsstellen durch eine Schalteinrichtung 15 geschaltet
werden. In Richtung zu den Abgriffsstellen 8 hin gesehen,
können
die Schalteinrichtungen 15 hinter der Leistungszuführung 17 einer Steuereinrichtung 11 sitzen.
Dementsprechend empfängt,
wenn die Schalteinrichtungen 15 ausgeschaltet sind (d.
h. Trennung), die Leistungszuführung 17 noch
Leistung über
den Leistungsempfangsabschnitt und kann somit der Steuereinrichtung 11 elektrische Leistung
zuführen.
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Die
Steuereinrichtung 11 kann verschiedene Eingaben empfangen.
Sie kann Maße
empfangen, welche die Leistung angeben, die einer oder mehreren
Abgriffsstellen zugeführt
oder über
den Empfangsabschnitt empfangen wird. Zu diesem Zweck können beispielsweise
Stromsensoren 19, 19a, ... 19n vorgesehen
sein. Sie können
induktiv arbeiten oder sie können
Nebenschlussleitungen umfassen, die in die jeweilige zu erfassende
Zuführungsleitung verbunden
sind. Jede Abgriffsstelle 8a, ... 8n kann ihren
eigenen Leistungssensor 19a, ... 19n aufweisen. 19z bezeichnet
einen Leistungssensor auf der Leistungseingabeseite.
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Die
Steuereinrichtung kann eine Signalformungseinrichtung zum geeigneten
Formen der erfassten Signale und wahrscheinlich auch zu deren Umwandeln
in digitale Daten umfassen. Von den Leistungssensoren 19 gewinnt
die Steuereinrichtung 11 Informationen über die der Vorrichtung zugeführte Leistung
(Sensor 19z auf der Eingabeseite) und über die den jeweiligen Abgriffsstellen
oder Gruppen von Abgriffsstellen zugeführte Leistung (Sensoren 19a,
... 19n an den jeweiligen Abgriffsstellen). Somit kann die
Steuereinrichtung 11, möglicherweise
zusammen mit einem oder mehreren passenden Schwellenwerten, zwischen
Stand-by-Modus (Strom zum Gerät 9 kleiner
als ein erster Schwellenwert und größer als der erste Schwellenwert)
und Normalbetrieb (Strom größer als
der zweite Schwellenwert) unterscheiden. Sie kann auch zwischen
Stand-by und Aus-Zustand eines mit einer Abgriffsstelle 8 verbundenen
Geräts 9 unterscheiden
(Strom zu/von der Abgriffsstelle kleiner als ein zweiter Schwellenwert
und kleiner als der erste Schwellenwert oder praktisch 0). Die Schwellenwerte
können
vordefiniert sein oder von Zeit zu Zeit extern aktualisiert werden
oder können
gelernte Werte sein. Somit kann die Steuereinrichtung 11 insbesondere
den Leistungszuführungsstatus
an den verschiedenen Abgriffsstellen individuell überwachen.
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Eine
oder mehrere oder alle der Abgriffsstellen 8 können (durch
einen oder mehrere oder alle Schalter 15, die geöffnet sind)
von der Leis tungszuführung
getrennt werden, wenn Stand-by oder O-Strom bei einer oder mehreren
oder allen Abgriffsstellen erfasst wird. Insbesondere kann eine
vorgegebene Vielzahl von Abgriffsstellen 8 (zwei oder mehr
von ihnen) ausgeschaltet werden, wenn bei dieser Vielzahl von Abgriffsstellen
Stand-by und/oder O-Strom erfasst wird. Dies vermeidet das unerwünschte Ausschalten
eines bestimmten Geräts
aufgrund von Umständen
bei einem anderen Gerät.
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Das
Abschalten kann um einen bestimmten Zeitraum, wie etwa 1 Sekunde
oder mehr oder 10 Sekunden oder mehr, nachdem gefunden worden ist, dass
das betreffende Kriterium erfüllt
ist, verzögert werden.
Während
dieser Zeitverzögerung
kann das Kriterium weiter überprüft werden,
und falls gefunden wird, dass es nicht mehr erfüllt ist, wird das Ausschalten
verhindert. Dies vermeidet das Ausschalten einer Abgriffsstelle
und die Notwendigkeit eines nachfolgenden Einscheltens aufgrund
von unbeabsichtigtem Geräte-Stand-by.
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Das
Ausschalten einer Abgriffsstelle kann weiterhin verhindert werden,
falls einige oder alle verbundenen Geräte selbst richtig ausgeschaltet
sind, d. h. 0 oder weniger als Stand-by-Leistung verbrauchen. Dann
spart das Ausschalten ihrer Abgriffsstellen/Steckdosen nichts, und
das Verhindern einer Art von Ausschalten einer Abgriffsstelle vermeidet
die Notwendigkeit zum Wiedereinschalten der Steckdosen, so dass
durch das richtige Geräteausschalten Komfort
gewonnen wird. Dafür
können
die einzelnen Abgriffsstellen überwacht
werden (auf einen Leistungsverbrauch, der niedriger als ein Schwellenwert unter
dem angenommenen Stand-by-Verbrauch ist), oder es kann an der Eingabeseite
der Vorrichtung 10 der Gesamtverbrauch überwacht (Sensor 19z)
und mit einem passenden Schwellenwert (wie etwa dem kleinsten aller
entsprechenden Abgriffsstellen-Schwellenwerte, einem eigenen Schwellenwert für einen "akzeptablen" Verbrauch) verglichen
werden.
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12(a,
... n) symbolisiert Belegungssensoren zum Abtasten, ob ein spezieller
Abgriffsabschnitt 8 durch einen Stecker belegt ist oder
nicht. Falls ja, können
die in Bezug auf eine derartige Abgriffsstelle abgetasteten Werte
zur Steuerung berücksichtigt werden,
und andernfalls können
die Werte außer Acht
gelassen werden oder können,
unabhängig
davon, was abgetastet wird, auf einen geeigneten Wert eingestellt
werden. Somit wird verhindert, dass unbelegte Steckdosen/Abgriffsstellen
zu unerwünschten Steuerungswirkungen
führen.
Weiterhin kann die Steuereinrichtung 11 (optisch durch
eine Anzeige 13a und/oder akustisch durch einen Lautsprecher 13b)
einen Alarm erzeugen, wenn ein bestimmter Stecker, beispielsweise
ein entfernter Gefriertruhenstecker oder ein entfernter Stecker
eines programmierten Rekorders, der darauf wartet, dass etwas aufgezeichnet
wird, aus einer Steckdose entfernt oder in diese eingesteckt wird.
Die Alarmerzeugung kann für
die einzelnen Abgriffsstellen 8 programmierbar sein. Diese
Betätigung
eines Alarms auf das Abtasten eines Steckers hin kann einen eigenen
erfinderischen Aspekt darstellen, der unabhängig von, aber vorzugsweise
kombinierbar mit, einem oder mehreren der weiteren in dieser Patentbeschreibung beschriebenen
Merkmale ist.
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Eine
Schalteinrichtung 14 kann auf der Eingabeseite und insbesondere
zwischen der Leistungsquelle 1 und der Leistungszuführung 17a der
Steuereinrichtung 11 vorgesehen sein. Somit kann auch die Steuereinrichtung 11 von
der Leistungszuführung
getrennt werden, so dass die Leistungszuführungsvorrichtung 10 selbst
keine Leistung verbraucht. Zum Aufrechterhalten der Grundfunktionalitäten der
Leistungszuführungsvorrichtung 10 kann
jedoch eine (aufladbare) Batterie 17b oder eine andere
Elektroleistungsspeichereinrichtung vorgesehen sein, welche (möglicherweise
mit Unterbrechungen) der Steuereinrichtung 11 Leistung
zuführt,
so dass sie bestimmte Funk tionalitäten aufrechterhalten kann,
sogar wenn der Schalter 14 im Aus-Zustand ist.
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Die
Vorrichtung 10 kann mit einer Aktivierungseinrichtung 16 zum
Wiederherstellen von Verbindungen der Abgriffsstellen 8 und
möglicherweise der
Leistungszuführungsseite
versehen sein. Die Aktivierungseinrichtung 16 kann verursachen,
dass die Schalter 14 und 15 geschlossen werden,
d. h. die Leistungszuführung
hergestellt wird. Die Aktivierungseinrichtung 16 kann eine
getrennte Box sein, die mit dem Hauptkörper 4 der Vorrichtung 10 über einen
Draht verbunden ist. Somit kann ungeachtet der Anordnung des Vorrichtungshauptkörpers 4 (beispielsweise
irgendwo unter und hinter einem Schreibtisch) die Aktivierungseinrichtung 16 derart angeordnet
sein, dass sie für
einen Benutzer bequem erreichbar oder für eine Eingabe, wie etwa eine
Infrarot-Eingabe, technisch erreichbar ist. Die Aktivierungseinrichtung 16 kann
einen Knopf oder Schalter 16a oder dergleichen zur manuellen
Betätigung durch
einen Benutzer umfassen. Stattdessen oder zusätzlich kann die Aktivierungseinrichtung 16 einen Signalempfänger 16b zum
Empfangen von Signalen, beispielsweise von Fernsteuerungen eines
Fernsehgeräts,
eines DVD-Geräts
etc., umfassen. Der Empfänger 16b kann
derart aufgebaut sein, dass er auf alle üblichen Fernsteuerungssignale
(Funksignale in einem bestimmten Frequenzbereich, Infrarot-Signale,
Ultraschall, ...) anspricht. Mit einer derartigen Aktivierungseinrichtung 16 ist
es möglich,
dass ein Benutzer das Wiederherstellen der Leistungszuführung durch
Schließen
der Schalter 14 und 15 befiehlt. Genauer gesagt,
empfängt
die Steuereinrichtung 11 bestimmte Signale von der Aktivierungseinrichtung 16 und
erzeugt ansprechend darauf Steuersignale für die jeweiligen Schalter 14, 15.
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13a symbolisiert
eine Anzeigeeinrichtung, die Anzeigepunkte, wie etwa LEDs, sein
oder umfassen kann oder die einen kleinen Bild schirm, wie etwa einen
LCD-Schirm, umfassen kann. Die Anzeige 13a kann durch die
Steuereinrichtung 11 gesteuert werden, um Daten bezüglich des
eingesparten Leistungsverbrauchs, wie etwa aufgrund eines Stand-by-Ausschaltens
(d. h. Schalter 14 oder 15 geöffnet) eingespartes Geld, anzuzeigen.
Somit muss die Steuereinrichtung 11 die eingesparte Energie
(die als Produkt aus Stand-by-Leistung und Ausschaltzeit zu berechnen
ist) und die Energiekosten (die einzugeben sind) kennen. Ein Benutzer
kann somit einen Eindruck davon bekommen, was das Gerät spart
und was es wert ist. Zusätzlich
oder stattdessen kann die Anzeige 13 verschiedene andere
Posten, wie etwa die momentan verbrauchte Leistung, den Preis für die verbrauchte
Leistung, den Status verschiedener Steckdosen, ikonische Information,
textliche oder metaphorische Information, Einsparungsäquivalente, wie
etwa eingespartes CO2 oder eingesparte Bäume, Vergleichsinformation
bezüglich
Durchschnittsdaten oder bezüglich
empfangener Daten oder dergleichen, anzeigen. Die zum Erzeugen von
geeigneten oder erwünschten
Anzeigen erforderlichen Daten können
teilweise von außen,
insbesondere durch einen Benutzer oder über eine Schnittstelle, in
die Steuereinrichtung 11 eingegeben werden. 13b symbolisiert
einen Alarmerzeuger, der eine akustische oder optische Ausgabe,
eine Sprachausgabe oder dergleichen sein kann.
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Im
Allgemeinen kann eine Schnittstelle 18 vorgesehen sein,
um eine bidirektionale Datenkommunikation mit externen Komponenten
zu ermöglichen.
Die Datenkommunikation kann von der Vorrichtung 10 weg
oder zu der Vorrichtung 10 hin oder beides sein. Die Schnittstelle
kann eine drahtlose Schnittstelle gemäß einer bestimmten Norm (beispielsweise
Zigbee oder Bluetooth oder WLAN oder UWB) oder eine Kombination
davon sein. Die Schnittstelle kann jedoch auch oder stattdessen
einen Draht verwenden. Sie kann eine PLC(Powerline Communication)-Schnittstelle
sein oder umfassen. Sie kann das Leistungskabel 3 verwenden,
auf welches sie über
geeignete Einbauten Signale modulieren kann. Die Schnittstelle 18 kann
im Allgemeinen verwendet werden, um Daten auszusenden oder Daten
zu empfangen, die für
die jeweiligen in dieser Patentbeschreibung beschriebenen Zwecke
erforderlich sind. Die Vorrichtung kann mehrere Schnittstellen parallel
aufweisen. Insbesondere kann sie eine zusätzliche Schnittstelle zu einem
in geeigneter Weise ausgestatteten Mobiltelefon, wie etwa eine Bluetooth-Schnittstelle,
aufweisen. Zusätzlich
kann sie eine weitere (drahtlose) Schnittstelle, wie etwa Zigbee,
WLAN oder dergleichen, haben.
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Die
Schalteinrichtung 15 kann Halbleiterschalter für eine oder
alle der zu schaltenden Phasen sein oder umfassen, oder sie kann
ein elektromechanisches Bauelement, wie etwa ein Relais, sein oder umfassen.
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In
ihrer äußeren Erscheinung
kann die Leistungszuführungsvorrichtung 4 insofern
einer gewöhnlichen
Mehrfachsteckdose ähneln,
als sie ein Kabel 3 mit einem Stecker 2 an seinem
Ende, ein Gehäuse 4 und
mehrere Steckdosen 8 in ihm aufweist. Jedoch können über geeignete
Schaltkreise die zusätzlichen
Funktionalitäten,
wie oben beschrieben, eingebaut sein. Die Schaltkreise können in
einen Steuerungsteil aufgeteilt sein, der getrennt (insbesondere
auf einer separaten Schaltplatte) von einem zum Handhaben von hohen
Lasten/Spannungen/Leistungen geeigneten Leistungsteil gebaut ist.
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Im
Allgemeinen kann die Leistungszuführungsvorrichtung für eine lokale
Steuerung, wie oben beschrieben, angepasst sein. Sie kann auch für eine Fernkommunikation,
einen Fernzugriff und eine Fernsteuerung angepasst sein, welche
weiter hinten in dieser Patentbeschreibung beschrieben werden. Unter
lokaler Steuerung durch die Steuereinrichtung 11 erzeugte
Befehle können
auch von außen
empfangen und auf die gleiche Weise ausgeführt werden. Gleichermaßen können zur
lokalen Steuerung verwendete Daten nach außen für eine geeignete Verwendung,
Speicherung und Auswertung dort übertragen
werden.
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2 zeigt
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung 11. Die Steuereinrichtung
kann eine CPU mit RAM, ROM, Bus, Signalumwandlung (A/D, D/A), Multiplexing,
Interrupt-Management, Taktgeber, gespeicherten Tasks etc. umfassen.
Mit diesen Hardware-Komponenten können die beschriebenen Funktionalitäten und
Einrichtungen der Zuführungsvorrichtung 10 und
der Steuereinrichtung 11 implementiert werden.
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Die
Steuereinrichtung hat verschiedene Verbindungen 20, die
hinein- und/oder
hinausführen.
Sie kann mehrere ankommende Leitungen 20a von Leistungssensoren/Stromsensoren 19a ...
n, z, mehrere hineinführende
Leitungen 20b von Belegungssensoren 12, eine hineinführende Leitung 20c von
einer Aktivierungseinrichtung 16, eine bidirektionale Leitung
oder Busleitung 20d zu und von der Schnittstelle 18,
eine hinausführende
Leitung 20e zur Anzeige 13a und zum Alarm 13b und
mehrere hinausführende Leitungen 20f zu
den Schaltern 14, 15 aufweisen.
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25 bezeichnet
eine Schaltsteuereinrichtung zum Erzeugen von Schaltsteuersignalen
zum Schalten der Schalter 14 und 15 der 1 auf
Ein oder Aus. Der Schaltsteuerungsabschnitt kann parallel oder im
Zeitreihe-Multiplexverfahren einzelne Signale der verschiedenen
Abgriffsstellen empfangen, die von jeweiligen Sensoren 19 zugeführt und
in einer Leistungsüberwachungseinrichtung 21 überwacht werden.
Die Überwachungseinrichtung
kann eine bestimmte Verarbeitung an den von den Sensoren 19 über die
Leitungen 20a ankommenden Signalen durchführen, kann
Daten speichern oder Daten für die
Aussendung zur Schnittstelle 18 vorbereiten. Der Schaltsteue rungsabschnitt 25 kann
auch Schwellenwerte von einem Schwellenwertbereitstellungsabschnitt 24 empfangen,
welcher vorgegebene Schwellenwerte oder kommunizierte Schwellenwerte
oder gelernte Schwellenwerte aufweist. Gelernte Schwellenwerte können von
einem Lernabschnitt 23 zugeführt werden, welcher Strom/Leistungs-Werte
der einzelnen Abgriffsstellen auswertet, um unterscheidende Schwellenwerte
zwischen Stand-by und Ein, und möglicherweise
zwischen Aus und Stand-by, zu finden. Die Lerneinrichtung kann auch
manuell betätigbar
sein, um bestimmte Informationen an die Steuereinrichtung 11 zu
geben. Der Schaltsteuerungsabschnitt 25 vergleicht tatsächliche
Strom/Leistungs-Werte mit jeweiligen Schwellenwerten und erzeugt
Steuersignale für
die Schalter 14, 15 nach Maßgabe des Vergleichs.
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Ein
Taktgeber 28 kann vorgesehen sein, dessen Ausgabe auch
durch den Schaltsteuerungsabschnitt berücksichtigt werden kann. Beispielsweise können Abgriffsstellen
nur dann getrennt werden, nachdem ein Stand-by bei einer solchen
Abgriffsstelle eine bestimmte Zeit lang, wie etwa einige Minuten, erfasst
worden ist. Somit kann der Zustand des Leistungsverbrauchs an den
verschiedenen Abgriffsstellen periodisch abgerufen werden. Zum Steuern
des Wiederanschlusses und der Wiederherstellung der Leistungszuführung kann
der Schaltsteuerungsabschnitt 25 auch die Eingabeleitung 20c von
der Aktivierungseinrichtung 16 empfangen.
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Ein
Schnittstelleneingabeabschnitt 26 kann im Allgemeinen zum
Austauschen von Daten mit der Schnittstelle 18 vorgesehen
sein. In gewissem Maße können derartige
Daten qualitativ die gleichen wie diejenigen sein, die intern durch
die oben beschriebenen Strukturen erzeugt werden. So existieren
unterschiedliche Befehlsquellen für die gleichen Befehle, nämlich der
interne Schaltsteuerungsabschnitt 25 und der Schnittstelleneingabeabschnitt 26.
Um klare Situationen zu schaffen, kann ein Befehlsabgleichungsabschnitt 29 vorgesehen
sein, der von beiden Befehlsquellen Befehle empfangt, sie gemäß vorgegebenen
Kriterien gegeneinander abgleicht und schließlich endgültige Befehle an die Ausgabeleitung 20f ausgibt.
Die Anzeige 13a und andere Komponenten können auf ähnliche
Weise abgeglichene Signale empfangen.
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Obwohl
für Eingaben
und Ausgaben jeweils nur eine Leitung gezeigt ist (beispielsweise
nur eine Leitung 20a von den Sensoren 19 und eine
Leitung 20b von den Sensoren 12), werden üblicherweise
jeweils mehrere von ihnen bereitgestellt, nämlich eine für jeden
Sensor, eine für
jede Schalteinrichtung und dergleichen. Nicht gezeigte Multiplexing-Einrichtungen
und A/D- oder D/A-Wandler können
vorgesehen sein, um die jeweiligen Signale für die jeweiligen Abgriffsstellen
und Schalter in geeigneter Weise zu handhaben.
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Im
Allgemeinen kann die Steuereinrichtung 21 eine Identifizierungseinrichtung 202 zum
Erbringen von Identifizierungsinformationen und zweckmäßigem Zuordnen,
Zusammenführen
und Trennen von Datenströmen,
insbesondere für
die jeweiligen einzelnen Abgriffsstellen und Schalter, aufweisen.
Die Identifizierungen 202 können beispielsweise an allen Daten,
die von jeweiligen Sensoren empfangen werden, eine Kennung anbringen,
die innerhalb der Vorrichtung einzigartig ist. Sie kann auch einen
Zeitstempel umfassen. Die Kennung kann auch indirekt in Form von
speziellen Speicherorten oder anderen Anordnungen erbracht werden,
die geeignet sind, um die Unterscheidung der jeweiligen Daten zu
erlauben. Die Identifizierungseinrichtung 202 kann auch einen
Identifizierungsteil aufweisen, der die Daten, die durch eine der
Vorrichtungen 10 empfangen oder von dieser erhalten werden,
von allen anderen möglichen
Vorrichtungen unterscheidet. Teilweise kann eine derartige Identifizierungsinformation
von außen zugewiesen
und in der Identifizierungseinrichtung 202 ge speichert
werden. Die Identifizierungseinrichtung 202 kann das Multiplexing
steuern und kann nach Maßgabe
des Multiplexings Identifizierungsinformationen an Daten, Datenströme und dergleichen vergeben.
Die Identifizierungseinrichtung 202 kann auch Daten steuern,
die nach außen übertragen
werden, indem sie Identifizierungsinformationen an Datenpaketen
oder dergleichen anbringt. Durch die Identifizierungseinrichtung
wird es möglich,
verschiedene Daten auch nach ihrer Erfassung innerhalb der Vorrichtung
und vorzugsweise über
mehrere Vorrichtungen hinweg zu unterscheiden, so dass eine individualisierte
Steuerung für
jede der Abgriffsstellen möglich
wird.
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27 bezeichnet
einen Alarmerzeuger. Er kann die verschiedenen Signale von den verschiedenen Belegungssensoren 12 über die
Leitungen 20b empfangen und kann, falls notwendig, ein
Alarmsignal erzeugen, das der Alarmeinrichtung 13b über die
Leitung 20e zugeführt
wird.
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22 bezeichnet
eine Zeitcharakteristika-Erfassungseinrichtung. Diese Erfassungseinrichtung
kann für
eine bestimmte Abgriffsstelle ein Zeitmuster des Leistungsverbrauchs
erfassen. Von besonderem Interesse können hier die Einschalt-Charakteristika,
d. h. Leistung über
Zeit, beispielsweise für
die ersten fünf
Sekunden nach dem Einschalten, sein. Dementsprechend werden Leistung/Strom
häufig
abgefragt (beispielsweise 5 s lang alle 100 ms), wobei die abgefragten
Werte digitalisiert und gespeichert werden. Somit hat man eine Darstellung
einer Leistungskurve nach dem Einschalten, die ähnlich einem Fingerabdruck
oder einer DNA zum Identifizieren eines Geräts verwendet werden kann, das
in eine bestimmte Abgriffsstelle eingesteckt wird, indem das erfasste
Muster oder davon abgeleitete Daten mit gespeicherten Mustern oder
entsprechenden abgeleiteten Daten verglichen werden. Die erfassten
Zeitcharakteristika können
nach außen
zur dortigen Auswertung zugeführt
werden. Aber gleichermaßen
kann es intern ausgewertet werden. Die Zeitcharakteristika können verarbeitet
werden, um Daten zu extrahieren, und derartige Daten oder die Charakteristika
selbst können überprüft werden,
um als ein spezielles Charakteristikum oder als einer bestimmten
Klasse von Charakteristika zugehörig
erkannt zu werden. Sobald ein an einer bestimmten Abgriffsstelle
angebrachtes Gerät
identifiziert ist, können
nach Maßgabe
dieser Bestimmung entsprechende Schwellenwerte für den Schwellenwertabschnitt 24 erhalten
werden. Eine Alterungsbestimmung kann durch Vergleichen von zu verschiedenen
Zeiten erhaltenen Charakteristika erfolgen. Ein erfasstes Charakteristikum
kann gelöscht oder
gespeichert oder inaktiviert werden, wenn das Ausstecken eines Geräts 9 aus
einer entsprechenden Abgriffsstelle 8 erfasst wird.
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201 bezeichnet
einen Kostenkalkulator zum Berechnen der Kosten oder der Einsparungen
entweder als Geld oder elektrische Leistung oder zum Berechnen des
Verbrauchs und zum Anzeigen von diesem. Er kann Größen, wie
etwa den Preis für
elektrische Leistung, empfangen, und er kann auch eine Eingabe vom
Taktgeber 28 und dem Schaltsteuerungsabschnitt 25 empfangen.
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203 bezeichnet
eine Zuweisungseinrichtung zum Zuweisen von bestimmten Abgriffsstellen und/oder
ihren Mess-Signalen (für
Sensoren 12, 19) oder Steuersignalen zu Steuerstrategien,
oder um sie davon auszunehmen. Beispielsweise kann ein Benutzer
entscheiden, dass bei einer Mehrfachsteckdose mit zehn Steckdosen
sich die ersten zwei von ihnen genau wie ganz übliche Steckdosen verhalten, d.
h. ungeachtet des Leistungsverbrauchs oder irgendwelcher Erfassungen
an den Abgriffsstellen/Steckdosen nicht geschaltet werden. Die Zuweisungseinrichtung 203 kann
derartige Einstellungen verursachen, sie speichern, sie nach außen übertragen
oder sie von außen
empfangen, um sie in der Steuereinrichtung 11 zu implementieren.
Die Zuweisungseinrichtung kann auch die Zuweisung von Funktionalitäten, wie
etwa eine Alarmfunktion, Anzeigefunktionen oder dergleichen, zu
bestimmten Abgriffsstellen steuern.
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Mehrere
der unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen
Funktionen können über Software
implementiert werden, die auf einem mehr oder weniger komplexen
Prozessor läuft.
Die gesamten Schaltkreise können
ein ASIC oder ein Prozessor mit Komponenten wie etwa einem ROM,
einem RAM, einer CPU, einem BUS, einem beschreibbaren, aber permanenten
Speicher und dergleichen sein. Viele oder alle der Funktionen können auf
der digitalen Seite implementiert werden, und ankommende Sensorsignale
oder aus der Steuereinrichtung 11 weggehende Steuersignale
können
durch jeweilige A/D-Wandler
oder D/A-Wandler hindurchgehen. Die verschiedenen Funktionen können durch
verschiedene Tasks implementiert werden, die periodisch ausgelöst oder
unter bestimmten Bedingungen, wie etwa einer Eingabe, Ergebnissen
in anderen Tasks oder dergleichen, ausgelöst werden.
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3 zeigt
ein Gesamt-Leistungsmanagement-System 30. An einem bestimmten
Standort, beispielsweise einem Haus 39 mit Stockwerken 39a, 39b, 39c,
können
eine oder mehrere Leistungszuführungsvorrichtungen 10,
wie oben beschrieben, installiert sein. Sie können eingebaut oder tragbar
sein oder beides. Sie haben Schnittstellen 18 zur Verbindung
mit einem lokalen Hub 33. Der Hub kann insofern eine Gateway-Funktion
haben, als er ein bestimmtes Protokoll zu den Leistungszuführungsvorrichtungen 10 hin
laufen lässt
und ein anderes Protokoll nach außen laufen lässt. Dieses
andere Protokoll kann ein Internet-Protokoll sein. Der Hub 33 ist
mit einem Datenkommunikationsaufbau, wie etwa einem Datennetz oder
einer Datenleitung, verbunden. 32 symbolisiert ein Datennetz,
beispielsweise das Internet. 31 symbolisiert einen Leistungsmanagement-Server,
der schema tisch in 4 gezeigt ist. 36 symbolisiert
andere Datenquellen, die über
Datenkommunikation, z. B. über
das Internet, zugänglich sind. 35 symbolisiert
ein Terminal von jemandem, der eine Beziehung zum Standort 39 und/oder
dem Leistungsverbrauch dort hat.
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Die
verschiedenen Leistungszuführungsvorrichtungen 10 können über ihre
jeweilige Schnittstelle 18 in Verbindung mit dem Hub 33 stehen
und Daten mit dem Hub austauschen. Daten, die von den jeweiligen
Vorrichtungen 10 zum Hub 33 übertragen werden, können Statusdaten,
Schaltmeldedaten (Meldungen über
das Einschalten oder Ausschalten von bestimmten Abgriffsstellen),
Charakteristika-Daten, Alarmdaten,
Einsparungsdaten, Einstellungsdaten, beispielsweise durch den Zuweisungsabschnitt 203 erbrachte
Reflexionseinstellungen, Identifizierungsdaten, Anzeigedaten, Schwellenwertdaten,
gelernte Daten, Sensordaten sein. Derartige Daten können zum
Leistungsmanagement-Server 31 hin zur Speicherung, Verarbeitung
und Auswertung dort übertragen
werden. Soweit als notwendig, werden diese Daten mit Identifizierungsinformationen
von der Identifizierungseinrichtung 202 versehen, so dass
jede Vorrichtung 10 und möglicherweise jede Abgriffsstelle
innerhalb jeder Vorrichtung 10 individuell überwacht und
adressiert werden kann.
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Der
Server 31 kann in Ansprechung auf die empfangenen Daten
Daten erzeugen und sie zu dem Hub 33 übertragen, welcher wiederum
nach Maßgabe
einer Identifizierungsinformation sie zu den jeweils betroffenen
Leistungszuführungsvorrichtungen senden
kann. Daten, die von dem Management-Server zu einer der Leistungszuführungsvorrichtungen 10 übertragen
werden, können
Steuerdaten, Befehlsdaten, Einstellungsdaten, Schwellenwertdaten, Preisdaten
und dergleichen sein. Der Server 31 kann derartige Daten
in komplexeren Routinen und auf der Grundlage eines breiteren Wissens
als demje nigen erzeugen, das innerhalb einer Leistungszuführungsvorrichtung 10 selbst
administrierbar und ausführbar wäre.
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Der
Leistungsmanagement-Server 31 kann einen Eingabe/Ausgabe-Abschnitt 40 aufweisen.
Er kann Zugriff auf andere Web-Server 36 haben, um von
diesen Informationen zu bekommen. 35 bezeichnet eine Benutzerkonsole.
Sie kann am Standort der Leistungszuführungsvorrichtungen 10 sein.
Ein Benutzer kann über
diese Konsole 35, das Internet 32, den Management-Server 31 und
zurück
zum Hub 33 und den Leistungszuführungsvorrichtungen 10 das Gesamtsystem
beeinflussen. Jedoch kann es auch einen direkten Anschluss zwischen
dem Terminal 35 und dem Hub 33 geben, ohne den
Weg zu und von dem Leistungsmanagement-Server 31 zu nehmen.
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In
einem sehr allgemeinen Sinn kann der Server 31 über eine
Profilerstellungseinrichtung 41 Leistungsverbrauchsprofile
für die
jeweiligen Vorrichtungen 10 oder für die einzelnen Abgriffsstellen 8 darin
erstellen. Derartige Profile können
Leistungsniveauprofile sein, die geeignet sind, um Schwellenwerte
zu finden, oder können
Zeitprofile sein. Die Profile können
auch Arten von bereits erwähnten
Fingerabdruckprofilen nach dem Einschalten sein, die geeignet sind,
um ein Gerät
auf der Grundlage seiner Einschalt-Charakteristika zu identifizieren,
wobei eine derartige Identifizierung wieder geeignet ist, um beispielsweise
Schwellenwerte zum Schalten der Schalter 14 und 15 der
Leistungszuführungsvorrichtungen 10 zu
finden. Im Allgemeinen können
ansprechend auf derartige Profile in einer Befehlserzeugungseinrichtung 42 Befehle
oder andere Steuerparameter erzeugt werden und zu der Vorrichtung 10 gesendet
werden, von welcher die Profildaten kamen.
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Der
Server 31 kann die gleichen oder entsprechende Bestimmungen
wie die Leistungszuführungsvorrichtung 10 vornehmen
und die glei chen oder entsprechende Befehle und Einstellungen wie diejenigen,
die für
die Vorrichtung 10 oder ihre Steuereinrichtung 11 beschrieben
sind, erzeugen und sie zu der Leistungszuführungsvorrichtung 10 senden. Somit
kann er die Funktion der Steuereinrichtung 11 haben, die
an einem entfernten Ort bereitgestellt wird.
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Ferner
können
der Server 31 und die Vorrichtung 10 angepasst
sein, um jeweils Datenreflexions-Steueralgorithmen oder -strategien
zu senden und zu empfangen. Der Server 31 kann beispielsweise
aktualisierte Schwellenwerte oder Steueralgorithmen (Programmdaten,
Unterroutinedaten, Task-Daten) zur Vorrichtung 10 für eine geeignete
Installierung und Verwendung dort senden.
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Der
Leistungsmanagement-Server 31 kann eine Informationszusammenstellungseinrichtung 43 zum
Zusammenstellen der von den verschiedenen Leistungszuführungsvorrichtungen 10 erhaltenen
Informationen aufweisen und sie durch eine Zugriffseinrichtung 44 zugänglich machen.
Dies kann natürlich
der Eingabe eines Benutzers und eines Passworts unterliegen. Aber
die erwähnte
Zusammenstellung kann mit komplexen Auswertungen, einer graphischen
Benutzerschnittstelle zum Durchführen
von Einstellungen und dergleichen einhergehen. Gleichermaßen können durch
diesen Mechanismus Befehle über
eine Eingabeeinrichtung 45 direkt an den Server oder über ein
Benutzerterminal 35 oder andere Terminals gegeben werden.
Soweit derartige Anlagen das Internet und den Management-Server 31 verwenden,
können
Befehle möglicherweise
von überall
gegeben werden, vorausgesetzt, dass das Login in das System und
für den
speziellen Standort möglich
ist. Der Server 31 kann mit geeigneten Speichern oder Datenbanken 45 zum
Lesen und Schreiben von Daten versehen sein oder auf diese Zugriff haben.
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Der
Datenpfad innerhalb des Standorts 39 kann komplexer als
in 3 gezeigt sein. Es kann beispielsweise ein Terminal
zur drahtlosen Kommunikation mit einer oder mehreren Vorrichtungen 10 auf jedem
Stockwerk oder sogar in jedem Raum geben, und derartige Terminals
können
drahtlos oder über Drähte mit
einer Zentralanlage verbunden sein, welche die Verbindungsfähigkeit
mit dem Server 31 erbringt und somit die Funktion eines
Hubs übernimmt.
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5 zeigt sehr grundlegende Leistungsmanagement-Verfahren. 5a zeigt
ein Lokalsteuerungsverfahren, das in der Vorrichtung 10 implementiert
wird. Nach dem Start 51 werden bei Schritt 52 Daten
erfasst. Dies kann innerhalb der Vorrichtung 10 durch die
Steuereinrichtung 11 erfolgen, wobei zumindest Leistungsverbrauchsdaten
von den Sensoren 19 und möglicherweise auch Belegungsdaten von
den Belegungssensoren 12 erfasst werden. Taktgeberdaten
und ID-Daten vom Taktgeber 28 und der Identifizierungseinrichtung 202 können auch
erfasst werden.
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Dann
werden bei Schritt 53 ein bestimmtes Kriterium oder Sätze von
Kriterien überprüft. Insbesondere
können
sie daraufhin überprüft werden,
ob das Trennen einer Abgriffsstelle 8 von der Leistungszuführung erfolgen
soll. Falls gefunden wird, dass das Trennen erfolgen soll, wird
ein derartiges Trennen bei Schritt 54 befohlen. Falls die
Kriterien zum Ausschalten nicht erfüllt sind, endet die Prozedur
direkt.
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Bei
Schritt 53 können
spezielle Kriterien oder kombinierte Kriterien überprüft werden. Eine spezielle Überprüfung kann
sein, ob mehrere Abgriffsstellen (soweit möglicherweise belegt und soweit
zur Auswertung zugewiesen und nicht durch die Zuweisungseinrichtung 203 von
der Steuerung ausgenommen) jeweils einzeln die Voraussetzung für eine Trennung
erfüllen
(d. h. einen Stand-by-Leistungsverbrauch möglicherweise länger als
eine vorgegebene Zeit lang zeigen). Falls die mehreren Abgriffsstellen
ein derartiges Verhalten zeigen und einzeln die Voraussetzung zum
Ausschalten erfüllen,
können sie
alle ausgeschaltet, d. h. durch Öffnen
der jeweiligen Schalter 15 über geeignete Befehle von der
Leistungszuführung
getrennt werden (Schritt 55).
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5b zeigt
einen kurzen Ablauf für
Ferninformationen, der in der Vorrichtung 10 implementiert wird.
Bei Schritt 52 werden Daten erfasst. Sie können die
gleichen und/oder andere als diejenigen sein, die in Bezug auf 5a erwähnt sind.
Danach können sie
bei Schritt 56 zusammengestellt und geformt und zum Senden
formatiert werden, und bei Schritt 57 können sie durch die Vorrichtung 10 über ihre Schnittstelle 18 ausgesendet
werden. Danach wird dieser Ablauf beendet (Schritt 55).
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5c zeigt
ein Fernsteuerungsverfahren, das in der Vorrichtung implementiert
wird. Bei Schritt 58 werden Steuerdaten aus der Ferne empfangen. Sie
können
in der Schnittstelle 18 der Vorrichtung 10 von
dem Management-Server 31 und/oder von dem Benutzerterminal 35 empfangen
werden. Bei Schritt 48 werden die Daten gespeichert und/oder
in Abhängigkeit
von ihrer Beschaffenheit ausgeführt.
Sie können
durch einen Befehlsabgleichabschnitt 29 hindurchgehen,
um mögliche
Konflikte mit intern erzeugten entsprechenden Daten aufzulösen.
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Die
beschriebenen Vorrichtungen, Computer, Systeme und Verfahren erlauben
ein fein angepasstes System zur Leistungssteuerung. Eine Fehlzuordnung
der jeweils genommenen Messungen kommt seltener vor. Benutzer können spezielle
Einstellungen nach ihren Bedürfnissen
vornehmen. Somit erlaubt die beanspruchte Erfindung signifikante Leistungs-
und Geldeinsparungen, während
der Benutzerkomfort erhalten wird.