-
Die Erfindung betrifft ein Baugruppenmodul einer Niederspannungsschaltanlage und eine Niederspannungsschaltanlage mit einem derartigen Baugruppenmodul.
-
Genauer betrifft die Erfindung ein wechselbares Baugruppenmodul einer Niederspannungsschaltanlage, das eingerichtet ist, im Betrieb der Niederspannungsschaltanlage in die Niederspannungsschaltanlage eingebaut und aus der Niederspannungsschaltanlage ausgebaut werden zu können. Ein derartiges Baugruppenmodul kann beispielsweise ein Einschubmodul, das in ein korrespondierendes Einschubgehäuse der Niederspannungsschaltanlage einschiebbar ist, oder ein Steckmodul, das in eine korrespondierende Buchse der Niederspannungsschaltanlage einsteckbar ist, sein.
-
In einer Niederspannungsschaltanlage werden in der Regel Temperatursensoren eingesetzt, um Temperaturen in der Niederspannungsschaltanlage überwachen zu können. Ein Beispiel für eine solche Niederspannungsschaltanlage ist aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 052 039 A1 bekannt.
-
Um die von den Temperatursensoren gelieferten Messwerte bewerten beziehungsweise auswerten zu können, ist die Kenntnis über die genaue Positionierung der Sensoren innerhalb der Niederspannungsschaltanlage erforderlich. Zu diesem Zweck wird beispielsweise eine Art Karte beim Verbau der Sensoren erstellt, die die Zuordnung der Sensoren zu ihren jeweiligen Einbauorten enthält und einem Auswertesystem mitgeteilt wird, das zum Bewerten beziehungsweise Auswerten der Messwerte eingerichtet ist.
-
Wenn Temperatursensoren in wechselbaren Baugruppenmodulen eingesetzt werden, ergibt sich zusätzlich die Schwierigkeit, dass diese Baugruppenmodule im Betrieb der Niederspannungsschaltanlage ausgetauscht, verschoben und entfernt werden können und somit keine feste Zuordnung der in den Baugruppenmodulen verbauten Sensoren zu Einbauorten der Baugruppenmodule in der Schaltanlage möglich ist. Deshalb muss derzeit bei jeder Veränderung dieser Baugruppenmodule eine manuelle Anpassung der Zuordnung dieser Sensoren zu den Einbauorten im Auswertesystem erfolgen. Dies verursacht einen erheblichen Konfigurationsaufwand. Aufgrund der hohen Flexibilität einer Niederspannungsschaltanlage mit wechselbaren Baugruppenmodulen kann dieser Konfigurationsaufwand häufig erforderlich sein. Das birgt zusätzlich die Gefahr fehlerhafter Zuordnungen, beispielsweise durch Falscheingaben eines Anwenders oder durch Vergessen des Übernehmens von Änderungen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes wechselbares Baugruppenmodul einer Niederspannungsschaltanlage anzugeben, das wenigstens einen Temperatursensor aufweist. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Niederspannungsschaltanlage mit wenigstens einem derartigen Baugruppenmodul anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Baugruppenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Niederspannungsschaltanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Ein erfindungsgemäßes Baugruppenmodul einer Niederspannungsschaltanlage ist eingerichtet, im Betrieb der Niederspannungsschaltanlage in die Niederspannungsschaltanlage eingebaut und aus der Niederspannungsschaltanlage ausgebaut werden zu können. Das Baugruppenmodul umfasst
- - wenigstens einen digitalen Temperatursensor,
- - ein Speichermodul und
- - eine Schnittstelle zu einem Kommunikationssystem der Niederspannungsschaltanlage, wobei
- - die Schnittstelle mit jedem der Temperatursensoren und mit dem Speichermodul verbunden ist und
- - in dem Speichermodul das Baugruppenmodul beschreibende Modulinformationen und für jeden Temperatursensor eine den Temperatursensor kennzeichnende Adresse und die Einbauposition des Temperatursensors in dem Baugruppenmodul gespeichert sind.
-
Die in dem Speichermodul eines erfindungsgemäßen Baugruppenmoduls gespeicherten Informationen kennzeichnen eindeutig jeden in dem Baugruppenmodul angeordneten Temperatursensor und die Position jedes dieser Temperatursensoren in dem Baugruppenmodul. Zusammen mit der Position des Baugruppenmoduls in der Niederspannungsschaltanlage lassen sich daher anhand der in dem Speichermodul gespeicherten Informationen eindeutig die Positionen der Temperatursensoren des Baugruppenmoduls in der Niederspannungsschaltanlage bestimmen. Dies ermöglicht insbesondere eine automatische Aktualisierung der Zuordnung der Temperatorsensoren der Niederspannungsschaltanlage zu den Einbauorten durch Auslesen des Speichermoduls, wenn das Baugruppenmodul in die Niederspannungsschaltanlage eingebaut oder der Einbauort des Baugruppenmoduls in der Niederspannungsschaltanlage geändert wird. Dadurch entfällt der sonst notwendige manuelle Konfigurationsaufwand und es werden durch eine manuelle Konfiguration bedingte Fehler vermieden.
-
Durch die in dem Speichermodul gespeicherten Modulinformationen können ferner auch das Baugruppenmodul automatisch eindeutig identifiziert und eventuelle Umpositionierungen in der Schaltanlage erkannt werden, einschließlich von Zeiträumen, in denen sich das Baugruppenmodul nicht in der Schaltanlage befunden hat.
-
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schnittstelle des Baugruppenmoduls mit jedem der Temperatursensoren und dem Speichermodul über ein digitales Bussystem verbunden. Beispielsweise ist das digitale Bussystem ein 1-Wire-Bussystem.
-
Die Verbindung der Temperatursensoren und des Speichermoduls mit der Schnittstelle über ein digitales Bussystem vermeidet vorteilhaft die andernfalls notwenigen aufwändigen Verdrahtungen der Temperatursensoren und des Speichermoduls mit der Schnittstelle, da diese Verdrahtungen durch eine Busleitung ersetzt werden. Außerdem wird durch den Wegfall der Verdrahtungen Bauraum eingespart und die Anzahl der Temperatursensoren kann erhöht werden. Durch die Verwendung desselben Bussystems für die Temperatursensoren und das Speichermodul sind außerdem keine zusätzlichen Leitungen und Übergänge erforderlich.
-
Ein so genanntes 1-Wire-Bussystem, das auch als One-Wire-Bussystem oder Eindraht-Bussystem bezeichnet wird, ist ein einfaches serielles Bussystem (Microlan), welches es ermöglicht, viele Komponenten über eine 2- oder 3-Drahtverbindung zu koppeln, ohne dabei spezielle Leitungen einsetzen zu müssen. Durch eine geringe Datenübertragungsrate und einen niedrigen Bustakt kann dabei meist auch auf eine Schirmung und spezielle Steckverbinder verzichtet werden. Darüber hinaus sind die auf dem Markt verfügbaren Komponenten eines solchen Bussystems sehr preisgünstig. Somit ist es kostengünstig möglich, viele Temperatursensoren einzusetzen, um eine umfangreiche Temperaturüberwachung einer Schaltanlage zu ermöglichen. Die niedrige Datenübertragungsrate ist dabei kein Hindernis, da die Temperaturveränderungen in der Regel nicht sprunghaft stattfinden, sondern kontinuierliche Prozesse darstellen, die auch mit niedrigen Abtastintervallen von mehreren Minuten ausreichend genau erfasst werden können.
-
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Speichermodul gespeicherte Informationen in einen binären Datenblock organisiert gespeichert. Dadurch wird eine einfach auswertbare Speicherung der Informationen in dem Speichermodul erreicht.
-
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfassen die in dem Speichermodul gespeicherten Modulinformationen einen Typ, eine Seriennummer, ein Prüfdatum einer Endprüfung und/oder ein Datum einer Erstinbetriebnahme des Baugruppenmoduls. Die Seriennummer ermöglicht eine eindeutige Identifizierung des Baugruppenmoduls. Durch den Typ kann eine Funktion des Baugruppenmoduls charakterisiert werden. Ein Prüfdatum einer Endprüfung und/oder ein Datum einer Erstinbetriebnahme des Baugruppenmoduls ermöglichen eine Einschätzung der zu erwartenden Restlebensdauer des Baugruppenmoduls.
-
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Einbauposition eines Temperatursensors in dem Baugruppenmodul in Form eines numerischen Positionsidentifikators in dem Speichermodul gespeichert. Beispielsweise ist jeder numerische Positionsidentifikator eine 8-Bit-Ganzzahl oder eine 16-Bit-Ganzzahl. Einem bestimmten Wert des Positionsidentifikators ist dabei ein definierter Einbauort in dem Baugruppenmodul zugeordnet. Dadurch kann der Einbauort in einfacher Weise charakterisiert werden.
-
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung identifiziert die in dem Speichermodul gespeicherte Adresse eines Temperatursensors den Temperatursensor eindeutig. Ferner kann die einen Temperatursensor kennzeichnende Adresse eine den Typ des Temperatursensors kennzeichnende Information aufweisen. Beispielsweise ist die in dem Speichermodul gespeicherte Adresse eines Temperatursensors eine Seriennummer des Temperatursensors. Im Fall eines 1-Wire-Bussystems wird der Typ eines Sensors durch einen so genannten 8-Bit-Family-Code charakterisiert.
-
Eine erfindungsgemäße Niederspannungsschaltanlage umfasst
- - wenigstens ein erfindungsgemäßes Baugruppenmodul,
- - ein Kommunikationssystem, das mit jedem Baugruppenmodul über dessen Schnittstelle verbunden ist, und
- - eine Auswerteeinheit, die eingerichtet ist, das Speichermodul jedes Baugruppenmoduls über das Kommunikationssystem und die Schnittstelle des Baugruppenmoduls auszulesen und anhand der in dem Speichermodul gespeicherten Informationen die Position jedes digitalen Temperatursensors des Baugruppenmoduls zu bestimmen.
-
Das Kommunikationssystem ist beispielsweise ein Bussystem. Dies ermöglicht vorteilhaft eine Vielzahl von Temperatursensoren in der Niederspannungsschaltanlage ohne eine aufwändige Verdrahtung anzuordnen.
-
Die Auswerteeinheit ist insbesondere eingerichtet, eine Zuordnung aller in der Niederspannungsschaltanlage angeordneten Temperatursensoren zu Einbauorten dieser Temperatursensoren in der Niederspannungsschaltanlage anhand der in dem Speichermodul eines Baugruppenmoduls gespeicherten Informationen automatisch zu aktualisieren, wenn das Baugruppenmodul in die Niederspannungsschaltanlage eingebaut oder aus der Niederspannungsschaltanlage ausgebaut wird, oder wenn der Einbauort des Baugruppenmoduls in der Niederspannungsschaltanlage geändert wird.
-
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
- 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Niederspannungsschaltanlage,
- 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines wechselbaren Baugruppenmoduls einer Niederspannungsschaltanlage.
-
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 (1) zeigt schematisch eine Niederspannungsschaltanlage 15 mit einem Baugruppenmodul 1, das eingerichtet ist, im Betrieb der Niederspannungsschaltanlage 15 in die Niederspannungsschaltanlage 15 eingebaut und aus der Niederspannungsschaltanlage 15 ausgebaut werden zu können. Die Niederspannungsschaltanlage 15 weist mehrere gleichartige Aufnahmeeinheiten 17 auf, in die das Baugruppenmodul 1 jeweils eingebaut und aus denen das Baugruppenmodul 1 ausgebaut werden kann. Beispielsweise ist das Baugruppenmodul 1 ein Einschubmodul und die Aufnahmeeinheiten 17 sind jeweils Einschubgehäuse, in die das Baugruppenmodul 1 zum Einbau eingeschoben und aus denen das Baugruppenmodul 1 zum Ausbau herausgezogen werden kann. Alternativ ist das Baugruppenmodul 1 beispielsweise ein Steckmodul und die Aufnahmeeinheiten 17 sind jeweils Buchsen, in die das Baugruppenmodul 1 zum Einbau eingesteckt und aus denen das Baugruppenmodul 1 zum Ausbau herausgezogen werden kann.
-
Das Baugruppenmodul 1 weist eine Schnittstelle 5 auf, die eingerichtet ist, Daten aus dem Baugruppenmodul 1 und in das Baugruppenmodul 1 zu übertragen (siehe 2 und deren Beschreibung). Jede Aufnahmeeinheit 17 weist eine zu der Schnittstelle 5 korrespondierende Gegenschnittstelle 19 auf, die beim Einbau der Baugruppenmodul 1 in die Aufnahmeeinheit 17 mit der Schnittstelle 5 des Baugruppenmoduls 1 verbunden wird. Jede Gegenschnittstelle 19 ist in ein Kommunikationssystem 21 der Niederspannungsschaltanlage 15 eingebunden, an das eine Auswerteeinheit 23 angeschlossen ist. Die Auswerteeinheit 23 ist insbesondere eingerichtet, Daten auszuwerten, die aus dem Baugruppenmodul 1 über dessen Schnittstelle 5 in das Kommunikationssystem 21 übertragen werden, siehe unten. Das Kommunikationssystem 21 ist beispielsweise als ein Bussystem ausgebildet.
-
Weitere Komponenten der Niederspannungsschaltanlage 15 sind für die Erfindung unerheblich und hier deshalb nicht dargestellt oder beschrieben.
-
2 (2) zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Baugruppenmoduls 1 einer Niederspannungsschaltanlage 15. Das Baugruppenmodul 1 umfasst mehrere digitale Temperatursensoren 2, ein Speichermodul 3, eine Schnittstelle 5 und ein digitales Bussystem 7. Die weiteren Komponenten des Baugruppenmoduls 1 sind für die Erfindung unerheblich und daher hier nicht dargestellt oder beschrieben.
-
Die Schnittstelle 5 ist mit jedem der Temperatursensoren 2 und dem Speichermodul 3 über das Bussystem 7 verbunden. Das Bussystem 7 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Masseleitung 9, die auf einem elektrischen Potential liegt, das ein Bezugspotential des Bussystems 7 definiert. Ferner umfasst das Bussystem 7 eine Versorgungsleitung 11, die auf einem anderen elektrischen Potential als die Masseleitung 9 liegt und der Energieversorgung der Temperatursensoren 2 und des Speichermoduls 3 dient. Außerdem umfasst das Bussystem 7 eine Datenleitung 13, die der Übertragung von Daten über das Bussystem 7 dient. Jeder Temperatursensor 2 und das Speichermodul 3 sind an die Masseleitung 9, die Versorgungsleitung 11 und die Datenleitung 13 angebunden. Die gestrichelt gezeichneten Abschnitte der Leitungen 9, 11, 13 deuten an, dass in diesen Abschnitten weitere Temperatursensoren 2 an das Bussystem 7 angeschlossen sind, die in 2 nicht dargestellt sind. Das Bussystem 7 ist beispielsweise ein 1-Wire-Bussystem.
-
In dem Speichermodul 3 sind das Baugruppenmodul 1 beschreibende Modulinformationen und für jeden Temperatursensor 2 eine den Temperatursensor 2 kennzeichnende Adresse und die Einbauposition des Temperatursensors 2 in dem Baugruppenmodul 1 gespeichert.
-
Die in dem Speichermodul 3 gespeicherten Modulinformationen umfassen beispielsweise einen Typ, eine Seriennummer, ein Prüfdatum einer Endprüfung und/oder ein Datum einer Erstinbetriebnahme des Baugruppenmoduls 1.
-
Die in dem Speichermodul 3 gespeicherte Adresse eines Temperatursensors 2 identifiziert den Temperatursensor 2 eindeutig. Ferner kann die Adresse zusätzlich einen Typ des Temperatursensors 2 charakterisieren. Im Fall, dass das Bussystem 7 ein 1-Wire-Bussystem ist und die Temperatursensoren 2 somit jeweils eine 1-Wire-Schnittstelle aufweisen, umfasst die Adresse eines Temperatursensors 2 beispielsweise standardmäßig 64 Bit, die einen so genannten 8-Bit-Family-Code, der den Typ des Sensors kennzeichnet, eine 48-Bit-Seriennummer des Sensors und 8-Bit-Prüfsumme umfassen. Wenn der Hersteller und der Typ aller Temperatursensoren 2 übereinstimmen, kann die 64-Bit-Adresse beispielsweise auf eine 24-Bit-Seriennummer reduziert werden, um Speicherbedarf einzusparen.
-
Die Einbauposition eines Temperatursensors 2 in dem Baugruppenmodul 1 ist in dem Speichermodul 3 in Form eines numerischen Positionsidentifikators gespeichert. Einem bestimmten Wert des Positionsidentifikators ist dabei eine bestimmte Position in dem Baugruppenmodul 1 zugeordnet. Beispielsweise ist der Positionsidentifikator eine 8-Bit-Ganzzahl oder eine 16-Bit-Ganzzahl. Bei einer geringen Zahl möglicher oder vorgegebener Einbaupositionen von Temperatursensoren 2 in dem Baugruppenmodul 1 kann statt einer 16-Bit-Ganzzahl oder 8-Bit-Ganzzahl beispielsweise auch eine 4-, 5-, 6- oder 7-Bit-Ganzzahl als Positionsidentifikator verwendet werden, um Speicherbedarf einzusparen.
-
Im Fall einer in 1 dargestellten Niederspannungsschaltanlage 15 wird das Speichermodul 3 eines in eine Aufnahmeeinheit 17 eingebauten Baugruppenmoduls 1 von der Auswerteeinheit 23 der Niederspannungsschaltanlage 15 über das Kommunikationssystem 21 und die Schnittstelle 5 des Baugruppenmoduls 1 ausgelesen und anhand der in dem Speichermodul 3 gespeicherten Informationen wird die Position jedes Temperatursensors 2 des Baugruppenmoduls 1 bestimmt.
-
Ferner wird von der Auswerteeinheit 23 eine Zuordnung aller in der Niederspannungsschaltanlage 15 angeordneten Temperatursensoren zu Einbauorten dieser Temperatursensoren in der Niederspannungsschaltanlage 15 anhand der in dem Speichermodul 3 eines Baugruppenmoduls 1 gespeicherten Informationen automatisch aktualisiert, wenn das Baugruppenmodul 1 in die Niederspannungsschaltanlage 15 eingebaut oder aus der Niederspannungsschaltanlage 15 ausgebaut wird, oder wenn der Einbauort des Baugruppenmoduls 1 in der Niederspannungsschaltanlage 15 geändert wird.
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie sie allein durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird, zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Baugruppenmodul
- 2
- Temperatursensor
- 3
- Speichermodul
- 5
- Schnittstelle
- 7
- Bussystem
- 9
- Masseleitung
- 11
- Versorgungsleitung
- 13
- Datenleitung
- 15
- Niederspannungsschaltanlage
- 17
- Aufnahmeeinheit
- 19
- Gegenschnittstelle
- 21
- Kommunikationssystem
- 23
- Auswerteeinheit
