DE3826821C2 - Schaltungsanordnung zur Busüberwachung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Busüberwachung einer Steuerungsanlage zum Schalten von Verbrauchern in der Installationstechnik mit einem zweiadrigen A-Bussystem und einem dazu parallel gelegten zweiadrigen B-Bussystem, wobei das A-Bussystem überwacht werden soll.

Im industriellen Bereich werden zur Beleuchtung der Ar­ beitsplätze, Fertigungsstätten und Maschinen Leuchten­ bänder eingesetzt. Über das 220 V- bzw. 380 V-Netz werden diese Leuchtenbänder betrieben. Natürlich sind auch die der üblichen Norm entsprechenden Hilfsmittel, wie Siche­ rungsautomaten, Verteilerkästen und Schaltmittel vorhan­ den. Diese Anordnungen sind sehr teuer, weil verkabe­ lungsintensiv, denn von jedem Verteilerkasten müssen zwei- oder mehradrige, entsprechend dimensionierte Lei­ tungen zu den Schaltern und Verbrauchern gezogen werden. Nachträgliche Änderungen dieser Schaltanlage sind oft nicht mehr bzw. nur noch sehr aufwendig möglich.

Andere bekannte Anlagen in der Installationstechnik be­ ruhen darauf, daß Schalter, Licht- und Temperaturfühler über viele einzelne Leitungen bzw. unübersichtliche Lei­ tungsführungen mit Wechsel-, Kreuz- oder Fernschaltungen auf die unterschiedlichen Verbraucher (Lüfter, Klimage­ räte, Leuchten, Motoren, Magnetventile) einwirken.

Bekanntgeworden ist ein energiesparendes Installations­ system in Bustechnik (DE-OS 34 47 104), bei dem anstelle der bisher üblichen unzähligen Steuerleitungen nur noch eine zweiadrige Installations-Bus-Leitung benötigt wird. Sie ist als Ring- oder Stichleitung in oder zwischen Gebäuden verlegt. An diese Busleitung sind Ausgabeter­ minals zum Schalten von Betriebsmitteln, elektronische Schalter, Lichtwertschalter, Temperaturwertschalter, Maximumwächter, Eingabeterminals, Ausgabeterminals, An­ zeigetableaus und eine Zentrale angeschaltet. Die Zen­ trale sammelt über die zweiadrige Busleitung alle Steu­ erinformationen und Schaltstellungen der angeschlossenen Geräte. Sie vergleicht diese mit dem programmierten Schalt- und Zeitprogramm. Davon abhängig werden Steuer­ befehle über die gleiche Busleitung an die angeschlosse­ nen Ausgabeterminals zum Schalten der Betriebsmittel gegeben. Die Übertragung der Steuersignale erfolgt dabei getrennt von der 220 V/380 V-Energieleitung. Deshalb spie­ len die vielfältigen Störungen auf der Energieleitung durch Motoren, Kondensatoren, Laständerung, Rundsteuer­ signale usw. keine Rolle (etz, Heft 19/1985 "Elektroin­ stallation - programmierbar in Bus-Technik", S. 1022-1026).

Für bestimmte Bereiche mit erhöhten Sicherheitsanforde­ rungen, beispielsweise in Krankenhäusern, besteht die Vorschrift, Signalübertragungsleitungen redundant auszu­ führen (Arbeitsstätten-Richtlinien-Verordnung, DIN 5035, VDE 0107, 0108). Dies bedeutet sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfangsseite erheblichen zusätzlichen Auf­ wand, denn bei einer Störung muß automatisch auf ein anderes Gerät oder eine andere Übertragungsleitung umge­ schaltet werden.

Die DE 36 28 299 C2 beschreibt einen Doppelringbus zum seriellen Übertragen von Daten, der an ein Doppelrechnersystem angeschlos­ sen ist. Im Störungsfall werden die an einen gestörten Abschnitt anschließenden Abschnitte unter Abtrennung des störbehafteten Abschnitts dauernd in eine Einfach-Ringstruktur ohne Redundanz überführt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Aufwand an peri­ pheren Geräten bei einem redundanten Bussystem einzu­ schränken. Dabei soll besonders die Umschaltvorrichtung und der Aufwand auf der Sendeseite verringert werden.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erzielt. Ausgestaltungen sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist die völlige Integration der Busüberwachung in das vorhandene Übertragungssystem ohne zusätzliche Spannungsversorgung und ohne weitere Zentralen. Die Hilfsspannung für die Versorgung der Überwachungseinrichtung wird aus dem Bus­ system entnommen. Die bei Redundanz geforderte doppelte Auslegung aller Geräte kann entfallen, weil bei einer Störung innerhalb des Bussystems sofort auf die paralle­ le ungestörte Busleitung umgeschaltet wird. Durch die gezielte Abschaltung der gestörten Überwachungseinrich­ tung läßt sich auf einfache Art eine Fehlerlokalisierung vornehmen. Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Leitungsabschnitt des A-Bus- und des B-Bussystems, während Fig. 2 den inneren Aufbau der Überwachungseinrichtung detaillierter darstellt.

In einem Krankenhaus ist ein zweiadriges A-Bussystem verlegt, über das digitale Signale von einer nicht ge­ zeigten Zentrale zu beliebigen Verbrauchern zeitmulti­ plex übertragen werden. Das Bussystem ist mit einer 24 V-Spannung beaufschlagt. Als geforderte Redundanz ist ein zweites zweiadriges B-Bussystem zusätzlich zum er­ sten A-Bussystem installiert. Das A-Bus- und das B-Bus­ system sind jeweils in n-Bereiche aufgeteilt. Diese Auf­ teilung läßt sich beliebig vornehmen und ist abhängig von räumlichen Gegebenheiten und der Ausdehnung des ge­ samten Systems. In jedem Bereich des A-Bussystems ist eine Überwachungseinrichtung 1 mit einer von der Überwa­ chungseinrichtung 1 gesteuerten Umschalteinrichtung 2 vorgesehen. Die Umschalteinrichtung 2 überbrückt im Nor­ malzustand die Überwachungseinrichtung 1, so daß die einzelnen Bereiche n des A-Bussystems direkt miteinander verbunden sind.

Im Störungsfall, d. h. bei Unterbruch oder Kurzschluß in einem der Bereiche n des A-Bussystems, schaltet die Überwachungseinrichtung, an der keine Signale mehr an­ kommen, die ihr zugehörige Umschalteinrichtung um, so daß nun eine Verbindung vom A-Bussystem auf das B-Bussy­ stem besteht. Hinter der gestörten Überwachungseinrich­ tung sind auch alle weiteren Überwachungseinrichtungen, die jetzt keine Signale mehr empfangen, abgeschaltet.

In der Fig. 1 wurde auf dem A-Bussystem vor der Überwa­ chungseinrichtung 1 ein Unterbruch 3 eingezeichnet. Da somit sämtliche nach der Überwachungseinrichtung 1 ange­ ordneten weiteren Überwachungseinrichtungen ebenfalls keine Signale mehr erhalten, schalten alle Überwachungs­ einrichtungen über ihre zugehörigen Umschalteinrichtun­ gen auf das B-Bussystem um, so daß jetzt eine einwand­ freie Signalübertragung über das B-Bussystem gewährlei­ stet ist. Die dem gestörten Bereich n nachgeschaltete Überwachungseinrichtung des nächsten Bereiches (in Fig. 1 nicht näher dargestellt) hat auch umgeschaltet, so daß das jetzt auf dem B-Bussystem übertragene Signal zurückgeführt wird auf das A-Bussystem. Damit erhalten die nachgeschalteten Bereiche bzw. Überwachungseinrich­ tungen wieder Signale, ziehen an, und die normale, unge­ störte Übertragung auf dem A-Bussystem wird fortgeführt. Nur der gestörte Bereich und der nachfolgende mit ihren Überwachungseinrichtungen bleiben weiterhin abgeschal­ tet. Eine Fehlerlokalisierung ist somit leicht vornehm­ bar. Bis zur Behebung des Schadens auf dem A-Bussystem erfolgt die Signalübertragung nun über das intakte ande­ re Bussystem. Die geforderte einwandfreie Signalübertra­ gung ist damit zu jeder Zeit gegeben.

In Fig. 2 ist das Innere der Überwachungseinrichtung 1 noch deutlicher dargestellt.

Das auf dem A-Bussystem ankommende Signal wird auf eine bekannte Gleichrichter-Sieb-Schaltung 4 mit angeschalte­ tem Relais 5 geführt. Auf dem A-Bussystem werden also sowohl Energie wie auch Signale übertragen. Die ankom­ menden Signale erzeugen in der Gleichrichter-Sieb-Schal­ tung 4 eine Spannung, die das Relais 5 zum Anzug bringt. Die Umschalteinrichtung 2, die durch das Relais 5 ge­ steuert wird, überbrückt mit ihren Kontakten die gesamte Überwachungseinrichtung 1, so daß im Normalzustand ohne Störung die Signale auf den nächsten Leitungsabschnitt bzw. den Bereich n+1 gelangen. Im Störungsfall fällt das Relais 5 ab, die Umschalteinrichtung 2 schaltet um und die Signale werden von dem A-Bussystem auf das B-Bussy­ stem umgeleitet. Die Umschaltverbindungen wurden in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Busüberwachung einer Steuerungsanlage zum Schalten von Verbrauchern in der Installationstechnik mit einem zweiadrigen A-Bussystem und einem dazu parallel gelegten zweiadrigen B-Bussy­ stem, wobei das A-Bussystem überwacht werden soll, da­ durch gekennzeichnet, daß das A-Bussystem und das B-Bus­ system in n Bereiche aufgeteilt sind,
daß in jedem dieser aufgeteilten Bereiche des A-Bussy­ stems eine Überwachungseinrichtung (1) mit einer Um­ schalteinrichtung (2) derart angeordnet sind, daß bei einer Unterbrechung oder Kurzschluß in einem der n Be­ reiche des A-Bussystems die zugehörige Überwachungsein­ richtung eine Umschaltung von dem A-Bussystem auf das B-Bussystem vornimmt und
daß in der nachgeschalteten Überwachungseinrichtung des nächsten Bereiches wiederum eine Umschaltung von dem B-Bussystem auf das A-Bussystem erfolgt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Überwachungseinrichtung (1) eine Gleichrichter-Sieb-Schaltung (4) und ein nachge­ schaltetes Relais (5) mit Umschalteinrichtung (2) ange­ ordnet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2, gekenn­ zeichnet durch eine Spannungsversorgung der Überwa­ chungseinrichtung (1) aus dem A-Bussystem.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais mit den mechanischen Um­ schaltkontakten elektrisch nachbildbar ist.