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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf das technische Sachgebiet, das die Steuerung eines Beleuchtungsnetzwerkes
betrifft, und bezieht sich insbesondere auf die Steuerung über Hochfrequenznetzwerke.
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Wie bereits bekannt, werden im Fall
herkömmlicher
Beleuchtungsnetzwerke mit durchschnittlich hoher Leistung, die Lasten
vorzugsweise miteinander in Reihe geschaltet, um auf diese Weise ein
sogenanntes Lastennetz zu bilden.
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Elektrische Lasten können mit
Hilfe entsprechender Kopplungstransformatoren, bei denen sich die
entsprechende Primärspule
in diesem Fall mit dem gleichen Lastennetz in Reihe befindet, miteinander
in Reihe geschaltet werden.
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Ausgehend von einer bekannten Spannungsversorgung
ermöglicht
dies, basierend auf der Zahl der erwarteten Lasten die gewünschte Stromintensität in das Energieeinspeisungsnetz
und demzufolge an die Lasten abzugeben.
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Neben dem herkömmlichen Energiestromkreis
für die
Lastversorgung wird häufig
ein untergeordneter lokaler Schaltkreis vorgesehen, der in der Lage
ist, einzelne oder Gruppen von Lasten in Bezug auf die Überprüfung des
EIN/AUS-Betriebszustandes und die physikalische Integrität der Last
selbst zu überwachen.
Ein solcher Schaltkreis muß in
der Lage sein, mit geeigneten Steuereinheiten zu kommunizieren.
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Dieses erfordert eine beträchtliche
Ausweitung der elektrischen Leitungen, die Interferenzen und/oder
Rauschen ausgesetzt sein können,
was die korrekte Ansteuerung des betreffenden Beleuchtungsnetzwerkes
beeinträchtigen
könnte.
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Als eine Alternative können die
elektrischen Leitungen durch optische Fasern ersetzt werden, die jedoch
hohe Kosten und Probleme in bezug auf die Zuverlässigkeit des Anschlusses im
Fall von Wasser und Schmutz verursachen können.
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Eine weitere Lösung besteht darin, Wellen
zu verwenden, die auf die Kabel des Lastennetzes aufgeschaltet werden;
jedoch ist dieses wegen des Vorhandenseins der Induktanz des Kopplungstransformators
sehr schwierig einzuführen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein System zur Steuerung eines Beleuchtungsnetzwerkes vorzuschlagen,
bei dem die lokalen Schaltkreise durch Hochfrequenznetzwerke gesteuert
werden, die eine hohe Zuverlässigkeit
sicherstellen und einen optimalen Betrieb desselben, was die Aktivierung
und/oder die Deaktivierung jeder Last betrifft und was die Überprüfung des
EIN/AUS-Betriebszustandes und der physikalischen Integrität betrifft, gewährleisten
sollten.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, den Aufwand des elektrischen Schaltkreises des
Steuernetzwerkes, das das besagte Beleuchtungsnetzwerk steuert,
zu minimieren und gleichzeitig eine einfache Erweiterung des gleichen Systems
zu ermöglichen,
ohne seine Funktionalität und
seine Vielseitigkeit zu beeinträchtigen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, eine einfach aufgebaute technische Lösung vorzuschlagen, die relativ
geringe Kosten verursacht, die geeignet ist, die charakteristischen
Parameter der Lasten zu steuern, die zur Integration in bereits
existierende Überwachungs- und Steuerungssysteme geeignet
ist und die eine erhebliche Ausweitung desselben ermöglicht.
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Die oben genannten Aufgaben werden
gemäß dem Inhalt
der Ansprüche
gelöst.
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Die charakteristischen Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung eines
bevorzugten aber nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf ein Beleuchtungsnetzwerk ist, das durch
das vorgeschlagene System gesteuert wird;
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2 ein
Blockdiagramm ist, das den Betrieb des vorgeschlagenen Systems beschreibt.
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Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen wird
das Bezugszeichen A dazu verwendet, das Gebiet zu bezeichnen, über das
sich ein Beleuchtungsnetzwerk erstreckt und das im Wesentlichen
aus einer Anzahl von n Gruppen von jeweils m Lasten (L1l, .., L1m),
......., (Ln1, ..., Lnm) besteht, die jeweils elementare Bereiche
A1, ......., An festlegen, über
die gleiche Gruppen von Lasten geeignet verteilt sind (1).
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Ein solches Beleuchtungsnetzwerk,
das im allgemeinen aus Lampen besteht, die z. B. in Reihe geschaltet
sind, um Zwangsstrompfade zu bilden, wird durch ein Massesteuernetzwerk
der auf diesem Gebiet bekannten Art betrieben und gesteuert, das geeignet
ist, jede Last Lji zu versorgen.
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Ein solches Steuerungsnetzwerk ermöglicht es,
zu jeder Zeit jede Last (Ljl, ...., Ljm) der generischen j-ten Gruppe
zu aktivieren und/oder zu deaktivieren, indem Steuerungselemente
der bekannten Art verwendet werden (nicht dargestellt), sowie die Überprüfung ihres
EIN/AUS-Betriebszustandes und optional die Überprüfung der physikalischen Integrität durch
geeignete Tests.
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Es versteht sich, daß jede Last
Lji eine relevante Schaltgruppe umfaßt (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt),
die den lokalen Schaltkreis der bekannten Art enthält, der
benötigt
wird, um denselben zu aktivieren und/oder zu deaktivieren und den
Betriebszustand und die physikalische Integrität desselben zu überprüfen.
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Bezugszeichen W kennzeichnet eine
Koordinationssteuereinheit, die im interessierenden Bereich A angeordnet
ist, vorzugsweise in baryzentrischer Position in Bezug auf die elementaren
Bereiche Aj, mit dem Zweck, über
Hochfrequenzen mit jeder Last (Ljl, ....., Ljm), die im gleichen
elementaren Bereich Aj (j = 1, ....., n). vorhanden ist, zusammenzuwirken.
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Eine solche Koordinationssteuereinheit
W wirkt mit den obigen Lasten (Ljl, ....., Ljm) entweder direkt
oder über
Hilfssteuereinheiten (W1, , Wz) zusammen, die auf geeignete weise über den
ausgedehnten Bereich A angeordnet sind und die ihrerseits mittels
Hochfrequenzen mit wenigstens einer Last Lji (i = 1, ....., m) jeder
j-ten Gruppe (Lj1 ... Ljm) zusammenwirken (2).
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Auf diese Weise ist es möglich, Lasten
(Lj1, ......., Ljm) derart zu handhaben und/oder zu steuern, daß sie über einen
sehr ausgedehnten Bereichen A verteilt werden können, ohne daß für die Koordinationssteuereinheit
W Signale verwendet werden müssen,
die durch übermäßig hohe
Amplituden und/oder Leistungen gekennzeichnet sind.
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Als Folge kann jede Last Lji mittels
Hochfrequenzen sowohl mit der Korrdinationssteuereinheit W als auch,
optional, mit einer Hilfssteuereinheit Wj wechselwirken, die in
der Nähe
des Bereiches Aj vorgesehen wird, zu dem die gleiche Last Lji gehört.
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Daher ist jede Last Lji in der Lage,
mit Hilfe von Funksignalen ihren EIN/AUS-Status und ihre physikalische
Integrität
an die Koordinationssteuereinheit W und an die Hilfssteuereinheit
Wj zu übermitteln,
die sie in ihrer Schaltgruppe eingenommen hat.
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Durch Daten- und/oder Informationsübertragung
mittels eines Hochfrequenznetzwerke ist es möglich, Stromkreisanschlüsse zu vermeiden,
die benötigt
werden, um metallene Verbindungen zwischen Lasten Lji und der Koordinationssteuereinheit W
und/oder der Hilfssteuereinheit Wj zu implementieren.
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Indem für jede Last Lji eine Mikroprozessoreinheit
(nicht dargestellt) vorgesehen wird, die z. B. in eine Schicht aus
isolierendem Harz der gleichen Last Lji eingebettet ist, ist es
auch möglich,
eine komplexere Steuerung der gleichen Last Lji vorzunehmen, wobei
optional rückgekoppelte Überprüfungen von Strom
und/oder Spannung vorgenommen werden, um ihre Werte im wesentlichen
konstant und unabhängig
von dem Strom zu halten, der in das Lastennetz eingespeist wird
und dessen Zufuhr dadurch wesentlich vereinfacht werden kann.
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Als Folge steuert und kontrolliert
eine solche Mikroprozessoreinheit die oben genannte Schaltgruppe,
die jeder Last Lji zugeordnet ist und die den lokalen Schaltkreis
umfaßt,
der sie aktiviert und/oder deaktiviert, und überprüft den Funktionsstatus und die
physikalische Integrität
desselben.
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Das Obige ist insbesondere interessant
in Fällen
von Erweiterungen und/oder Nachrüstungen von
vorhandenen Beleuchtungsnetzwerken. In der Tat ist es in diesen
Fällen
möglich,
zusätzliche
Lasten Lji einzubringen, ohne den Betrieb der vorhandenen Lasten
Lji zu unterbrechenden.
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Die Ergebnisse der Überprüfungen des
Betriebszustandes und der physikalischen Integrität jeder
Last Lji sowie alle mögliche
Daten und/oder Informationen über
sie werden in einem angeschlossenen Mikroprozessor verarbeitet und
mittels Funksignalen an die Koordinationssteuereinheiten W und/oder
die Hilfssteuereinheiten Wj übermittelt.
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Während
des Betriebes des Beleuchtungsnetzwerkes ist es möglich, die
gewünschten
Lasten Lji durch Fernbedienung entsprechend den Befehlen, die von
der Koordinationssteuereinheit W und/oder der Hilfssteuereinheit
Wj kommen, zu aktivieren und/oder zu deaktivieren.
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Ebenso ist es möglich, mit Hilfe der entsprechenden
Schaltgruppen, die mit jeder Last Lji verbunden sind, deren operativen
EIN/AUS-Zustand zu überprüfen und
vorbestimmte Eignungsprüfungen durchzuführen, indem
die Resultate mittels Funksignalen übermittelt werden.
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Das vorgeschlagene Steuerungssystem
ist insbesondere für öffentliche
Beleuchtungsnetzwerke und in Systeme für die Beleuchtung von Flughäfen geeignet,
in denen die Bereiche A sehr groß sind und der Wartungsservice
schnell und vorzugsweise auf die unvermeidlichen Eingriffe begrenzt
werden muß.
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Ein insbesondere günstiger
und nützlicher Vorteil
resultiert aus der Möglichkeit,
ein Beleuchtungsnetzwerk zu steuern, das erweitert und/oder modernisiert
werden kann, ohne den Betrieb zu unterbrechen oder in irgendeiner
Hinsicht dessen Funktion und Flexibilität zu beeinträchtigen.
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Im Fall von Beleuchtungsnetzwerken,
die geplant werden, erlaubt es die Möglichkeit, Hochfrequenzkommunikationssysteme
zwischen jeder Last Lji und der Koordinationssteuereinheit W und
der Hilfssteuereinheit Wj einzusetzen, den Schaltungsaufwand des
Steuernetzes beträchtlich
verringern und zu vereinfachen und so eine erhebliche Verringerung
der Installationskosten und insbesondere einen schnellen Aufbau
des Systems zu erreichen.
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Damit stellt das vorgeschlagene System
für die
Steuerung eines Beleuchtungsnetzwerkes mittels eines Hochfrequenznetzwerkes
eine hohe Zuverlässigkeit
sicher und erlaubt einen optimalen Betrieb desselben, sowohl was
die Aktivierung und/oder die Deaktivierung jeder Last betrifft als
auch die Überprüfung des
funktionellen EIN/AUS-Betriebszustandes und der physikalischen Integrität desselben.
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Die oben genannten Vorteile wurden
durch eine einfache technische Lösung
erreicht, die die Betriebskosten des Beleuchtungsnetzwerkes beträchtlich
verringert.