DE69021039T2

DE69021039T2 - Steuerung und Überwachungssystem für Leistungsverteilungsausrüstung.

Info

Publication number: DE69021039T2
Application number: DE69021039T
Authority: DE
Inventors: Ichiro Arinobu; Yasuhiro Ishii; Hirohisa C O Fukuyama Mizuhara; Katsuya Sakai; Hiromitsu Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2010-03-07
Also published as: EP0445449B1; EP0445449A1; DE69021039D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage und speziell ein Steuer- und Überwachungssystem, das fähig ist zum Aufbau eines Netzwerks aus jeweiligen Überwachungs- und Steuerinformationsteilen über verschiedene Arten von Leistungsverteilereinrichtungen, umfassend Schutzeinrichtungen wie etwa Leistungsschalter ohne Sicherungen, Fehlerstrom-Schutzschalter usw., elektromagnetische Schalter für Ein-Aus- Regelung, ferngesteuerte Geräte sowie Meßgeräte wie Meßwertgeber, Wirkleistungszähler usw.
Von diesen herkömmlichen Steuersystemarten ist bisher ein typisches Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage bekannt, das schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Das gezeigte System umfaßt im allgemeinen eine zentrale Steuer- und Überwachungseinheit (nachstehend als Haupteinrichtung bezeichnet) 1 mit einem eingebauten Mikrocomputer sowie eine Vielzahl von Steuer- und Überwachungs-Endeinheiten (nachstehend als Endeinrichtungen bezeichnet) 3, die mit der Haupteinrichtung 1 durch eine Signalübertragungsleitung 2 verbunden sind, um eine Vielzahl von Leistungsverteilereinrichtungen 7 zu steuern und zu überwachen, die jeweils eine entsprechende elektrische Last steuern, schützen und überwachen. Jede Endeinrichtung 3 empfängt ein Steuersignal, das von der Haupteinrichtung l auf der Signalübertragungsleitung 2 übertragen wird, und gibt es an die entsprechende Leistungsverteilereinrichtung 7 ab, wohingegen ein von einer Leistungsverteilereinrichtung 7 in die jeweilige Endeinrichtung 3 eingegebenes Signal auf der Signalübertragungsleitung 2 an die Haupteinrichtung l zurückgeleitet wird.
Ein konkreteres Beispiel des oben angegebenen Steuer- und Überwachungssystems ist in Fig. 2 gezeigt. Das gezeigte System ist eine Laststeuerungsvorrichtung für ein Leistungsverteilungssystem unter Nutzung einer privaten Multiplexübertragung, wie in der JP-Patentveröffentlichung Nr. 59-29998 beschrieben wird. In Fig. 2 umfaßt die Laststeuerungsvorrichtung eine zentrale Steuer- und Überwachungseinrichtung (d. h. eine Haupteinrichtung) 1, eine Vielzahl von Endeinrichtungen 3, die jeweils ausgebildet sind, um ein Steuersignal von der Haupteinrichtung 1 auf einer Signalübertragungsleitung 2 zu empfangen, eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern 4, eine kommerzielle Stromquelle 5, um die jeweiligen Verbraucher 4 über Stromleitungen 6 mit Strom zu versorgen, und eine Vielzahl von Leistungsverteilereinrichtungen 7 in Form von Ein-Aus-Regelschaltern, von denen jeweils einer für jeden Verbraucher 4 vorgesehen und ausgebildet ist, um jeweils von dem Steuerausgang einer entsprechenden Endeinrichtung 3 betätigt zu werden, um die Stromzuführung von der Stromquelle 5 zu einem entsprechenden elektrischen Verbraucher 4 zu steuern.
Bei dieser Art von Laststeuerungsvorrichtung wird ein Signal, das in Fig. 3(a) gezeigt ist, von der Haupteinrichtung 1 über die Signalübertragungsleitung 2 zu den Endeinrichtungen 4 übertragen. Diese Art von Steuerung bei der obigen Laststeuerungsvorrichtung wird allgemein in vielen anderen gleichartigen Vorrichtungen angewandt, die die private Multiplexübertragung nutzen. In Fig. 3(a) bezeichnet P1 einen Startimpuls, der den Start einer Signalübertragung bezeichnet; P2 ist ein Endeinrichtungsadreßimpuls, der die Adressen der Endeinrichtungen 3 bezeichnet; und P3 ist ein Steuerimpuls, der Steuersignale bezeichnet, die von der Haupteinrichtung 1 in die Endeinrichtungen 3 eingegeben werden.
Jede Endeinrichtung 3 führt einen Vergleich zwischen ihrer darin gespeicherten eigenen Endeinrichtungsadresse und dem Endeinrichtungsadreßimpuls P2 durch, der von der Haupteinrichtung 1 eingegeben wird. Wenn eine bestimmte Endeinrichtung 3 feststellt, daß sie miteinander übereinstimmen, erzeugt sie ein Adreßübereinstimmungssignal, wie Fig. 3(b) zeigt, und ein Halteausgangssignal gemäß Fig. 3(c), so daß der entsprechende Regelschalter 7 geschlossen wird, um der jeweiligen elektrischen Last 4 Strom von der Stromquelle 5 zuzuführen.
In diesem Zusammenhang ist es ohne weiteres verständlich, daß in einem Fall, in dem die Haupteinrichtung 1 einen Überwachungsbetrieb durchführen soll, der obige Steuervorgang ebenfalls genutzt werden kann, um die Funktion des Sammelns von Informationen über die Ein-Aus-Zustände von Schaltersignalen zu realisieren, die von den Regelschaltern 7 in die entsprechenden Endeinrichtungen 3 eingegeben werden.
Nachstehend folgt eine konkretere Beschreibung des Falls, bei dem diese Art von Steuer- und Überwachungssystem angewandt wird, um einen Fehlerstrom-Schutzschalter, der mit einer elektrisch betätigten Einrichtung ausgestattet ist, zu steuern und zu überwachen. Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines solchen System. In dieser Figur umfaßt das gezeigte System eine Haupteinrichtung 1 in Form einer zentralen Steuer- und Überwachungseinheit, eine Endeinrichtung 3, die ausgebildet ist, um von einem Steuer- und Überwachungssignal betätigt zu werden, das ihr von der Haupteinrichtung 1 auf einer Signalübertragungsleitung 2 zugeführt wird, eine elektrische Last 4 in Form eines Elektromotors, eine Hauptstromversorgung 5, eine Stromleitung 6 zur Zuführung von Strom von der Hauptstromversorgung 5 zu der Last 4, und eine Stromverteilereinrichtung 7 in Form eines Fehlerstrom-Schutzschalters 7, der zwischen die Hauptstromquelle 5 und die Last 4 geschaltet ist. Der Fehlerstrom-Schutzschalter 7 umfaßt einen Stromanschluß 7a, einen Schalter 7b, einen Lastanschluß 7c, einen Überstromauslöser 4d, einen ZCT 7e und einen Erdschlußauslöser 7f.
Das System umfaßt ferner eine elektrisch betätigte Einrichtung 8, die dem Fehlerstrom-Schutzschalter 7 auf eine Weise zugeordnet ist, um den Schalter 7b extern zu betätigen, einen Hilfskontakt 9, der ausgebildet ist, um zum Schließen oder Öffnen entsprechend der Betätigung des Schalters 7b betätigt zu werden, einen Alarmkontakt 10, der betätigbar ist, um ein Ausgangssignal auf der Basis des Ausgangssignals des Überstromauslösers 7d zu erzeugen, und einen Erdschluß-Alarmkontakt 11, der betätigbar ist, um ein Ausgangssignal auf der Basis der Betätigung des Erdschlußauslösers 7f zu erzeugen.
Die elektrisch betätigte Einrichtung 8 wird von einem externen Schalter betätigt, der einen Ein-Treibersteuerkontakt 3-1 und einen Aus-Treibersteuerkontakt 3-2 zum externen Betätigen des Fehlerstrom-Schutzschalters 7 und eines Leistungsschalters aufweist. Die Einrichtung 8 ist im allgemeinen so aufgebaut, daß sie ein Betätigungselement in Form eines Knopfs, Hebels, Arms usw. des Fehlerstrom- Schutzschalters 7 und/oder des Leistungsschalters von außen betätigen kann. Ein konkretes Beispiel einer solchen elektrisch betätigten Einrichtung 8 ist in Fig. 5 gezeigt. Dabei umfaßt die elektrisch betätigte Einrichtung 8 eine erste und eine zweite Diodenbrückenschaltung 8a, 8d, die jeweils einen Varistor zur Aufnahme von Stößen, eine von einem Gleichstrom betätigte Einschaltwicklung 8b, eine von einem Gleichstrom betätigte Abschaltwicklung 8d und einen Verbindungsanschluß 8e mit einer Masseklemme haben. Die Einrichtung 8 hat ferner einen extern betätigten Einschalter 12, einen extern betätigten Ausschalter 13 und eine Hilfsstromquelle 14, um der elektrisch betätigten Einrichtung 8 Strom zuzuführen.
Der Betrieb des obigen Systems zur Steuerung und Überwachung des Fehlerstrom-Schutzschalters 7 mittels der Haupteinrichtung 1 auf die herkömmliche Weise wird unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm von Fig. 6 der Fall beschrieben, daß die Haupteinrichtung 1 wirksam ist, um den Fehlerstrom-Schutzschalter 7 einzuschalten. Die Haupteinrichtung 1 gibt einen Steuerbefehl in Form eines Einschalt-Ausgangssignals auf der Signalübertragungsleitung 2 an die Endeinrichtung 3 ab. Bei Empfang des Steuerbefehls von der Haupteinrichtung 1 gibt die Endeinrichtung 3 diesen als ein Ein-Treibersignal ab, um dadurch den Ein-Treiber Steuerkontakt 3-1 (siehe Fig. 4) zu schließen, der den Einschalter 12 von Fig. 5 bildet. Wenn der Kontakt 3-1 vollständig geschlossen ist, gibt die Endeinrichtung 3 ein Signal an die Haupteinrichtung 1 ab, das das Schließen des Kontakts 3-1 bezeichnet.
Um festzustellen, ob der Fehlerstrom-Schutzschalter 7 auf normale Weise durch das Ein-Treiberausgangssignal der Endeinrichtung 3 betätigt wird, gibt anschließend die Haupteinrichtung 1 an die Endeinrichtung 3 einen Überwachungsbefehl in Form eines Überwachungsdaten-Lesebefehls ab, um die Überwachungsdaten hinsichtlich des Fehlerstrom-Schutzschalters 7 auszulesen. Bei Empfang des Überwachungsbefehls liest die Endeinrichtung 3 über Leitungen 3-3, 3-4 und 3-5 die von den Kontakten eingegebenen Überwachungsdaten (d. h. Ein/Aus-Signale von den AX, AL- und EAL-Kontakten 9, 10 und 11) aus, wie Fig. 4 zeigt, und übermittelt sie an die Haupteinrichtung 1 auf der Signalübertragungsleitung 2.
Danach wird die Haupteinrichtung 1 wirksam, um aufgrund der Überwachungsdaten zu prüfen, ob der Fehlerstrom-Schutzschalter 7 den Einschaltvorgang auf die normale Weise durchführt. Anders ausgedrückt prüft die Haupteinrichtung 1 das Kontaktsignal AX, das von dem Hilfskontakt 9 über die Leitungen 5 in die Endeinrichtung 3 eingegeben wird. Wenn festgestellt wird, daß der Fehlerstrom-Schutzschalter 7 auf normale Weise arbeitet, gibt die Haupteinrichtung 1 an die Endeinrichtung 3 einen Einschaltsignal-Freigabefehl ab, um das Ein-Treiberausgangssignal des Steuerkontakts 3-1 zu beenden, so daß die Endeinrichtung 3 betätigt wird, um den Einschalter 12 von Fig. 5 zu betätigen und das Ein-Treiberausgangssignal zu beenden. Nach Beendigung des Ein-Treiberausgangssignals übermittelt die Endeinrichtung 3 die Beendigung an die Haupteinrichtung 1, so daß die Haupteinrichtung i die Ein-Treiberbetätigung des Fehlerstrom-Schutzschalters 8 beendet.
Wenn andererseits festgestellt wird, daß der Betrieb des Fehlerstrom-Schutzschalters 7 abnormal ist, wird eine Fehlerabarbeitung nach Maßgabe einer vorbestimmten Routine durchgeführt, und dann liefert die Haupteinrichtung 1 an die Endeinrichtung 3 einen Einschaltsignal-Aufhebungsbefehl, um das Einschalt-Ausgangssignal zu beenden, so daß die Endeinrichtung 3 betätigt wird, um das Ein-Treiberausgangssignal zu beenden. Nach dem Ende des Ein-Treiberausgangssignal Beendigungsvorgangs übermittelt die Endeinrichtung 3 das Ende des Beendigungsvorgangs an die Haupteinrichtung 1.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, muß bei dem obigen herkömmlichen Steuer- und Überwachungssystem die Haupteinrichtung 1 einen vorbestimmten steuerablauf an die Endeinrichtung 3 übermitteln, wie er für die obigen Steuer- und Überwachungsvorgänge erforderlich ist, um so die Lastverteilereinrichtung 7 wie etwa den Fehlerstrom-Schutzschalter über die Endeinrichtung 3 direkt zu steuern. Es ist also notwendig, daß die Haupteinrichtung die erforderlichen Steuer- und Überwachungsabläufe vorbereitet und speichert.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Steuer- und Überwachungssystem für Lastverteilereinrichtungen, wobei verschiedene Arten von Gruppen von Lastverteilereinrichtungen miteinander verbunden sind, um eine Art Netzwerk zu bilden, wird jedoch eine kleinste Einheit zur Steuerung und Überwachung von einem Relais-Ausgangskontakt wie etwa dem Ein- Treiber- oder Aus-Treiber-Steuerausgangskontakt 3-1, 3-2 oder von einem Kontakteingangssignal von dem AX-, AL- oder EAL-Kontakt gebildet, wie Fig. 4 zeigt, so daß die Haupteinrichtung 1 notwendigerweise einen Steuer- oder Überwachungsbefehl entsprechend einem vorbestimmten Algorithmus abgeben muß, der durch einen spezifischen Steuer- und Überwachungsablauf definiert ist, der den jeweiligen Leistungsverteiler- Einrichtungen eigen ist. Infolgedessen ist der Umfang der in der Haupteinrichtung 1 zu speichernden Steuer- und Überwachungsabläufe sehr groß, so daß die zur Ausführung eines Steuer- oder Überwachungsbefehls notwendige Verarbeitungszeit verlängert wird und außerdem ein sehr geringer Nutzungswirkungsgrad von Übertragungswegen resultiert.
Ferner müssen Ingenieure oder Programmierer, die Steuer- und Überwachungsabläufe für die Haupteinrichtung erstellen, mit den Abläufen für erlaubte und gesperrte Operationen sämtlicher Leistungsverteilungseinrichtungen vertraut sein, die mit der Haupteinrichtung verbunden werden sollen, so daß Zahl und Volumen der zu erstellenden Algorithmen dementsprechend zunehmen und sehr viel komplizierter werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung soll daher die oben genannten Probleme des Stands der Technik überwinden.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuen und verbesserten Steuer- und Überwachungssystems für eine Leistungsverteilungsanlage, die fähig ist, eine Vielzahl von Leistungsverteilereinrichtungen auf äußerst einfache, sehr schnelle und effiziente Weise zu steuern und/ oder zu überwachen, ohne daß irgendwelches umfangreiches und komplettes Wissen über erlaubte und gesperrte Operationen verschiedener Arten von anzuschließenden Leistungsverteilereinrichtungen sowie über die Steuer- und Überwachungsabläufe dafür benötigt wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuen und verbesserten Steuer- und Überwachungssystems für eine Leistungsverteilungsanlage, das fähig ist, die Unzweckmäßigkeiten und den Zeitaufwand der Erstellung eines bestimmten Steuer- und Überwachungsprogramms an einer Haupteinrichtung für jede der Leistungsverteilereinrichtungen zu eliminieren.
In Anbetracht der obigen Aufgaben wird gemäß der Erfindung ein Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage gemäß dem Anspruch 1 angegeben.
Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
Ausführungsformen der Erfindung werden beispielsweise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Grundschema eines Steuer- und Überwachungssystems für eine Leistungsverteilungsanlage;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der allgemeinen Anordnung eines herkömmlichen Steuer- und Überwachungssystems für eine Leistungsverteilungsanlage;
Fig. 3(a) ist ein Impulsdiagramm eines Signals, das von einer Haupteinrichtung an Endeinrichtungen gemäß Fig. 2 übertragen wird;
Fig. 3(b) ist ein Impulsdiagramm eines Adreßübereinstimmungssignals, das von einer Endeinrichtung von Fig. 2 erzeugt wird;
Fig. 3(c) ist ein Impulsdiagramm eines Halteausgangssignals, das von einer Endeinrichtung von Fig. 2 erzeugt wird;
Fig. 4 ist ein Schaltbild, das ein konkretes Beispiel des Steuer- und Überwachungssystems von Fig. 1 zeigt, wobei eine Leistungsverteilereinrichtung in Form eines Fehlerstrom-Schutzschalters mit einer Endeinrichtung verbunden ist;
Fig. 5 ist ein Schaltbild eines Beispiels einer elektrisch betätigten Einrichtung zur Verwendung mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter oder einem Leistungsschalter;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Übertragung von Signalen zwischen einer Haupteinrichtung und einer Endeinrichtung gemäß einem herkömmlichen Steuer- und Überwachungssystem zeigt;
Fig. 7 ist ein funktionelles Grundschema eines Steuer- und Überwachungssystems für eine Leistungsverteilungsanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das System zur Steuerung und Überwachung eines Fehlerstrom-Schutzschalters verwendet wird;
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus eines Übertragungsrahmens, der auf einem Übertragungsweg gemäß der Erfindung zu übertragen ist;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die Ausführung einer Steueranweisung unter Verwendung eines Steuerbefehls (d. h. eines "ON"- oder "NV-ON"-Befehls) gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel des Vorgangs der Erzeugung eines Steuersignals, das auf einem Steuerbefehl (d. h. einem "ON"- oder "NV- ON"-Befehl) basiert, an einer Endeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das die Operation einer Überwachungsanweisung auf der Basis eines Überwachungsbefehls gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 12 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Überwachungsinformationen über einen Fehlerstrom- Schutzschalter zeigt, die gemäß der Erfindung erzeugt werden;
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, das die Operationen einer Alarmanweisung und einer Steuer- und Überwachungsanweisung von einer Endeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel der Erzeugung eines Steuersignals an einer Endeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 15 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 16 ist eine der Fig. 15 ähnliche Darstellung, die aber eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 17 ist eine der Fig. 15 ähnliche Darstellung, die noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 18 ist eine der Fig. 15 ähnliche Darstellung, die eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 19 ist eine der Fig. 15 ähnliche Darstellung, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 20 ist eine der Fig. 15 ähnliche Darstellung, die eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 21 ist eine der Fig. 15 ähnliche Darstellung, die noch eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 22 ist eine Perspektivansicht, die das Äußere eines konkreten Beispiels einer Steuer- und Überwachungs-Endeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf einige derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, wie sie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind.
Ein Steuer- und Überwachungssystem der Erfindung umfaßt im allgemeinen eine Haupteinrichtung in Form einer Steuer- und Überwachungsanweisungseinrichtung, um einen Steuer- oder Überwachungsbefehl abzugeben, und eine Vielzahl von Endeinrichtungen jeweils in Form einer Steuer- und Überwachungs- Endeinrichtung, die mit wenigstens einer jeweiligen Leistungsverteilereinrichtung verbunden sind, die die Stromzuführung zu einer entsprechenden elektrischen Last steuert.
Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 der Fall beschrieben, daß das Steuer- und Überwachungssystem der Erfindung zur Steuerung und Überwachung des vorgenannten herkömmlichen Fehlerstrom-Schutzschalters von Fig. 4 verwendet wird.
In Fig. 7 umfaßt das gezeigte Steuer- und Überwachungssystem eine Steuer- und Überwachungsanweisungseinrichtung 101 (nachstehend als Haupteinrichtung bezeichnet) zur Abgabe von Steuer- oder Überwachungsbefehlen, eine Steuer- und Überwachungs-Endeinrichtung 103 (nachstehend als Endeinrichtung bezeichnet), die ausgebildet ist, um die Steuer- oder Überwachungsbefehle von der Haupteinrichtung 101 auf einer Signalübertragungsleitung 102 zu empfangen, um wenigstens eine damit verbundene Leistungsverteilereinrichtung zu steuern oder zu überwachen, eine elektrische Last 104, eine elektrische Stromquelle 105, einen Hauptkreis 106 zur Zuführung von elektrischer Energie von der elektrischen Stromquelle 105 zu der Last 104, eine Leistungsverteilereinrichtung 107 in Form eines Fehlerstrom-Schutzschalters, der in den Hauptkreis 106 eingeschaltet ist, und eine Betätigungseinrichtung 108 für die Leistungsverteilereinrichtung in Form eines elektrisch betätigten Schalters, der mit der Steuer- und Überwachungs-Endeinrichtung 103 verbunden ist, um den Fehlerstrom-Schutzschalter 107 zu öffnen und zu schließen. Dabei ist zu beachten, daß in Fig. 7 zwar nur eine einzige Endeinrichtung 103, eine einzige Leistungsverteilereinrichtung 107 und eine einzige elektrische Last 104 gezeigt sind, daß aber eine Vielzahl dieser Elemente verwendet werden kann. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Leistungsverteilereinrichtungen, die jeweils mit einer elektrischen Last verbunden sind, in eine Vielzahl von Gruppen klassifiziert werden, die jeweils eine gemeinsame Funktion haben, und jede Endeinrichtung steuert und überwacht eine entsprechende Gruppe von Leistungsverteilereinrichtungen.
Die Haupteinrichtung 101 umfaßt eine Steuer- und Überwachungsablauf-Erzeugungseinheit 101a zum Erzeugen von Steuer- und Überwachungsabläufen für das obige Netzwerksystem, eine Befehlserzeugungseinheit 101b zum Erzeugen von konkreten Steuer- oder Überwachungsbefehlen nach Maßgabe der Steuer- und Überwachungsabläufe, die von der Steuer- und Überwachungsablauf-Erzeugungseinheit 101a erzeugt werden, eine Codiereinheit 101c zum Codieren der Befehle in eine für die Signalübertragung geeignete notwendige Form, eine Sende- Empfangseinheit 101d zum Senden der codierten Steuer- oder Überwachungsbefehle an die Endeinrichtung 103 und zum Empfang von Signalen von dieser auf der Übertragungsleitung 102, eine Decodiereinheit 101e zum Decodieren von Signalen, die von der Endeinrichtung 103 übertragen und von der Sende- Empfangseinheit 101d empfangen werden, und eine Alarmbefehlerzeugungseinheit 101f, um die von der Decodiereinheit 101e decodierte Information zu analysieren und Alarmbefehle zu erzeugen, die zu anderen Endeinrichtungen (nicht gezeigt) übertragen werden.
Die Endeinrichtung 103 umfaßt eine Sende-Empfangseinheit 103a zum Empfang von Steuer- oder Überwachungsbefehlen von der Sende-Empfangseinheit 101d der Haupteinrichtung 101 und zum Senden von Signalen zu dieser auf der Übertragungsleitung 102, eine Decodiereinheit 103b zum Decodieren der von der Sende-Empfangseinheit 103a empfangenen Steuer- oder Überwachungsbefehle, eine Steuersignalerzeugungseinheit 103c, um auf der Grundlage der von der Decodiereinheit 103b decodierten Steuerbefehle Steuersignale zu erzeugen, die geeignete Steuerabläufe bezeichnen, die für das Steuersystem der entsprechenden Leistungsverteilereinrichtung 107 geeignet sind, die an die Endeinrichtung 103 angeschlossen ist, eine Treiberausgangseinheit 103d, um auf der Grundlage der so erzeugten Steuersignale die entsprechende Leistungsverteilereinrichtung 107, die mit der Endeinrichtung 103 verbunden ist, zu treiben, eine Eingabeeinheit 103e, um Daten zu empfangen, die zur Überwachung der Leistungsverteilereinrichtung 107 notwendig sind, eine Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 103f, um auf der Grundlage der so in die Eingabeeinheit 103e eingegebenen Daten konkrete Überwachungsinformation zu erzeugen, die von der Haupteinrichtung 101 benötigt wird, eine Alarmbefehlerzeugungseinheit 103g, um auf der Grundlage der so von der Überwachungsinformation- Erzeugungseinheit 103f erzeugten Überwachungsinformation Alarmbefehle zu erzeugen, die in die Haupteinrichtung 101 oder andere Endeinrichtungen (nicht gezeigt) nach Bedarf einzugeben sind, wenn eine Alarmerzeugung notwendig ist, eine Steuer- oder Überwachungsbefehl-Erzeugungseinheit 103h zum Erzeugen von konkreten Steuer- oder Überwachungsbefehlen, wenn es erforderlich ist, die Alarmbefehle zu den anderen Endeinrichtungen zu übermitteln, und eine Codiereinheit 103i, um die Informationen oder Befehle von der Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 103f, der Alarmbefehlerzeugungseinheit 103g und der Steuer- und Überwachungsbefehl-Erzeugungseinheit 103h in geeignete Form zu codieren, die zur Signalübertragung erforderlich ist.
Der Fehlerstrom-Schutzschalter 107, der ein Leistungsverteiler- und Schutzgerät ist, umfaßt einen Schalt- und Unterbrechungsteil 107b, der betätigbar ist, um den Hauptkreis 106 zu unterbrechen und somit die elektrische Stromquelle 105 von der Last 104 zu trennen, wenn die Last 104 eine Überlastung erfährt oder wenn in der Last 104 oder dem Hauptkreis 106 ein Kurzschluß oder ein Erdschluß auftritt, und einen Erdschlußfühlerteil 107c, um einen Erdschluß in der Last 104 oder in dem Hauptkreis 106 zu erfassen.
Ferner sind vorgesehen ein Hilfskontakt (AX) 109 zum Erfassen des geöffneten oder geschlossenen Modus oder Zustands des Schalt- und Unterbrechungsteils 107b des Fehlerstrom-Schutzschalters 107, ein Alarmkontakt (AL) 110 zum Erfassen eines Überstrom-Abschaltmodus oder eines Kurzschluß-Abschaltmodus oder eines Erdschluß-Abschaltmodus (als Auslöser bezeichnet) des Fehlerstrom-Schutzschalters 107, und ein Erdschluß-Alarmkontakt (EAL) 111 zum Erfassen eines Erdschlußmodus (als Erdschlußauslöser bezeichnet) des Fehlerstrom-Schutzschalters 107. Der Hilfskontakt 109, der Alarmkontakt 110 und der Erdschluß-Alarmkontakt 111 sind sämtlich mit der Eingabeeinheit 103e der Steuer- und Überwachungs-Endeinrichtung 103 verbunden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform erfolgt die Signalübertragung zwischen der Haupteinrichtung 101 und der Endeinrichtung 103 durch Verwendung eines Mikrocomputers. Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Rahmenstruktur, die für eine solche Übertragung erforderlich ist. Dabei enthält der gezeigte Rahmen eine Eigenadresse (SA), eine Fern- oder Gegenadresse (DA), einen Befehl (CW), der ein Anweisungs- oder ein Alarmbefehl gemäß der Erfindung ist, einen Datennummerspeicherbereich (BC) zum Speichern der Anzahl (z. B. 0 n) der folgenden Daten, Daten (DT) für das genannte Anweisen und Warnen, die nur bei Bedarf genutzt werden, und einen Rahmenprüfcode (FCC) zur Identifizierung des Rahmens. Die Signalübertragung zwischen der Haupteinrichtung 101 und der Endeinrichtung 103 wird mit dem obigen Rahmen als eine Einheit durchgeführt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 ein Beispiel des Steueranweisungsbetriebs des Systems von Fig. 7, das wie oben beschrieben aufgebaut ist, wobei eine Leistungsverteilereinrichtung in Form eines Fehlerstrom-Schutzschalters (nachstehend mit NV abgekürzt) einzuschalten ist, beschrieben unter Verwendung eines Steuerbefehls, der verschiedenen zu steuernden Leistungsverteilereinrichtungen entweder jeweils eigen oder konzeptionell gemeinsam ist. Insbesondere erzeugt die Steuer- und Überwachungsablauf-Erzeugungseinheit 101a der Haupteinrichtung 101 auf der Basis eines vorgeschriebenen Programms einen Steuerablauf zum Einschalten des Fehlerstrom-Schutzschalters 107. Der so erzeugte Steuerablauf wird dann der Steuer- und Überwachungsbefehlerzeugungseinheit 101b zugeführt, in der ein vorbestimmter Anweisungsbefehl erzeugt wird, der die Form eines "OFF"-Befehls, der Leistungsverteilereinrichtungen 107 (von denen nur eine in Fig. 9 gezeigt ist) konzeptionell gemeinsam ist, oder die Form eines "NV-ON"-Befehls hat, der einer jeweiligen Leistungsverteilereinrichtung 107, die in diesem Fall ein Fehlerstrom-Schutzschalter ist, eigen ist. Der so erzeugte Anweisungsbefehl wird dann der Codiereinheit 101c zugeführt, in der CW, BC und DT wie in Fig. 8 gezeigt in dieser Reihenfolge angeordnet werden. Der somit richtig geordnete Anweisungsbefehl wird der Sende-Empfangseinheit 101d zugeführt, die dann einen Rahmen, wie in Fig. 8 gezeigt, erzeugt, der als Anweisungsbefehl an die Endeinrichtung 103 übertragen wird. Anders ausgedrückt wird, wie Fig. 9 zeigt, von der Haupteinrichtung 101 der "ON"-Befehl oder der "NV- ON"-Befehl an die Endeinrichtung 103 übertragen.
Dabei ist zu beachten, daß der "ON"-Befehl ein konzeptionell gemeinsamer Steuerbefehl ist, der konzeptionell gemeinsame Steueroperationen bedeutet wie beispielsweise "Schließen eines Schaltkreises", "Starten einer Operation" und dergleichen in Fällen, in denen verschiedene Arten von Leistungsverteilereinrichtungen von der Haupteinrichtung 101 zu steuern sind. Bei dieser Ausführungsform wird der "ON"- Befehl als ein Steuerbefehl zum Schließen des Hauptkreises 106 durch einen Leistungsschalter genutzt, der in dieser Ausführungsform der Fehlerstrom-Schutzschalter 107 ist.
Die Endeinrichtung 103 empfängt den "ON"- oder den "NV-ON"- Befehl an der Sende-Empfangseinheit 103a und prüft den Übertragungsrahmen, der SA, DA, CW, BC, DT und FCC gemäß Fig. 8 aufweist. Wenn von der Sende-Empfangseinheit 103a festgestellt wird, daß DA in dem Rahmen gleich der eigenen Stationsadresse der Endeinrichtung 103 ist, werden CE, BC und DT in dem Rahmen zu der Decodiereinheit 103b weitergeleitet, in der außerdem festgestellt wird, ob CW ein Steueranweisungsbefehl oder ein Überwachungsanweisungsbefehl ist. Bei dieser Ausführungsform stellt die Decodiereinheit 103b fest, daß der "ON"- oder "NV-ON"-Befehl ein Steuerbefehl ist, und aktiviert die Steuersignalerzeugungseinheit 103c. Auf der Basis von CW und DT erzeugt somit die Steuersignalerzeugungseinheit 103c einen optimalen "ON"-Betriebsablauf, der für die damit verbundene Leistungsverteilereinrichtung 107 geeignet ist (im Fall des "ON"-Befehls) oder einen optimalen "ON"-Betriebsablauf, der für den damit verbundenen Fehlerstrom-Schutzschalter 107 geeignet ist (im Fall des "NV-ON"-Befehls). Mit dem so erzeugten optimalen "ON"-Betriebsablauf wird die spezielle Gruppe von Leistungsverteilereinrichtungen 107, die mit der Endeinrichtung 103 verbunden sind, durch die Treiberausgangseinheit 103d gesteuert. Ein Beispiel eines Ablaufs zur Ausführung des "ON"- oder des "NV-ON"-Befehls in diesem Fall ist in Fig. 10 gezeigt.
Zuerst wird aus der Überwachungsinformation, die in die Eingabeeinheit 103e der Endeinrichtung 103 eingegeben wird, festgestellt, ob der Fehlerstrom-Schutzschalter 107, der mit der Endeinrichtung 103 verbunden ist, aufgrund eines Überstroms, eines Kurzschlusses oder eines Erdschlusses ausgelöst ist, indem der Betriebszustand des Alarmkontakts (AL) 110 geprüft wird. Wenn keine Auslösung des Fehlerstrom- Schutzschalters 107 vorliegt, wird die elektrisch betätigte Einrichtung 108, die gleich der Einrichtung 8 von Fig. 5 ist, durch die Wirkung der Treiberausgangseinheit 103d eingeschaltet. Insbesondere ist in Fig. 5 die Treiberausgangseinheit 103d wirksam, um den Betätigungsschalter 12 der elektrisch betätigten Einrichtung 108 für eine vorbestimmte Zeitdauer zu schließen. Danach wird aufgrund der Überwachungsdaten, die der Eingabeeinheit 103e der Endeinrichtung 103 zugeführt werden, der Ein-Aus-Zustand des Fehlerstrom- Schutzschalters 107 bestimmt durch Prüfen des Zustands des Hilfskontakts (AX) 109. Wenn festgestellt wird, daß der Einschaltbetrieb des Fehlerstrom-Schutzschalters 107 beendet ist, dann ist die Ausführung des "ON"- oder "NV-ON"-Befehls beendet. Wenn andererseits festgestellt wird, daß der Fehlerstrom-Schutzschalter 107 ausgelöst ist, wird ein Rücksetzablauf vor dem Einschalten der elektrisch betätigten Einrichtung 108 durchgeführt, um den ausgelösten Zustand aufzuheben. Dabei ist zu beachten, daß ein solcher Rücksetzablauf eines Fehlerstrom-Schutzschalters, eines Leistungsschalters oder dergleichen im allgemeinen auf die gleiche Weise wie bei einem Abschaltvorgang durchgeführt wird, aber in dem Fall, daß ein Rücksetzablauf unabhängig von einem Abschaltbetrieb ist, wird er durch einen unabhängigen oder separaten Rücksetzvorgang und nicht durch einem Abschaltvorgang ausgeführt. Anschließend wird der Zustand des Alarmkontakts (AL) 110 erneut geprüft, und wenn das Rücksetzen beendet ist, wird ein Einschaltvorgang wie oben erläutert durchgeführt, und damit ist die Ausführung des "ON"- oder "NV-ON"-Befehls beendet. Wenn dagegen das Rücksetzen noch nicht beendet ist, wird eine vorbestimmte Fehlerabarbeitung durchgeführt, und dann wird die Ausführung des "ON"- oder "NV-ON"-Befehls beendet.
Anschließend springt das Programm zu dem in Fig. 9 gezeigten Ablauf zurück, wobei nach Beendigung der Ausführung des "ON"- oder "NV-ON"-Befehls die Endeinrichtung 103 feststellt, ob die Ausführung des "ON"- oder "NV-ON"-Befehls ein normaler oder ein abnormaler Vorgang ist, und eine Antwort, die das Ergebnis einer solchen Feststellung bezeichnet, zurück an die Haupteinrichtung 101 liefert, wodurch die Ausführung des "ON"- oder des "NV-ON"-Befehls darin beendet wird.
Auf gleiche Weise wird ein Abschaltvorgang, der konzeptionell einem Einschaltvorgang entgegengesetzt ist, so durchgeführt, daß ein Ablauf gemäß Fig. 10 durchgeführt wird. In dieser Figur ist für den Fachmann ersichtlich, daß ein Rücksetzvorgang in den Fällen entfallen kann, in denen die Rücksetzung im gleichen Ablauf wie bei einem Abschaltvorgang, wie oben beschrieben, durchgeführt werden kann.
Als nächstes wird die Operation eines Überwachungsbefehls unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben, die ein Beispiel eines Ablaufs zur Ausführung eines "Überwachungs"- Befehls, der den mit der Endeinrichtung 103 verbundenen Leistungsverteilereinrichtungen 107 konzeptionell gemeinsam ist, oder eines "NV-Überwachungs"-Befehls zeigt, der einer jeweiligen Leistungsverteilereinrichtung 107 (die in diesem Fall ein Fehlerstrom-Schutzschalter ist) eigen ist, die mit der Endeinrichtung 103 verbunden ist.
Zuerst erzeugt die Haupteinrichtung einen "Überwachungs"- oder "NV-Überwachungs"-Befehl nach dem gleichen Ablauf wie bei der Übertragung eines "ON"- oder "NV-ON"-Befehls und übermittelt ihn von der Sende-Empfangseinheit 101d an die Sende-Empfangseinheit 103a der Endeinrichtung 103.
Die Decodiereinheit 103b decodiert den "Überwachungs"- oder "NV-Überwachungs"-Befehl von der Haupteinrichtung 101 und stellt fest, ob CW in dem Befehl ein "Überwachungs"- oder ein "NV-Überwachungs"-Befehlscode ist. Bei "JA" wird die Überwachungsinformation-Erzeugungseinehit 103f wirksam, um an der Eingabeeinheit 1031 Überwachungsdaten bezüglich der damit verbundenen Leistungsverteilereinrichtung 107 zu empfangen, und erzeugt aufgrund der so eingegebenen Überwachungsdaten bestimmte Informationen, wie Fig. 12 zeigt.
Insbesondere erzeugt die Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 103f auf der Grundlage von drei Arten von Eingabeinformation, umfassend Hilfskontakt(AX)-Information, Alarmkontakt(AL)-Information und Erdschluß-Alarmkontakt(EAL)- Information, sieben Arten von Überwachungsinformation, die vier Normalbetriebsarten, und zwar einen Schutzschalter-"ON"-Zustand, einen Schutzschalter-"OFF"-Zustand, einen Überstrom/Kurzschluß-Auslösezustand und einen Erdschluß- Auslösezustand und drei abnormale Betriebszustände umfaßt, und zwar eine Fehlfunktion in dem Überstrom/Kurzschluß- Auslösevorgang, eine Fehlfunktion in dem Erdschluß-Auslösevorgang und andere Fehlfunktionen. Die obige Überwachungsinformation wird der Codiereinheit 103i zugeführt, in der die Codierung wie beispielsweise die Erzeugung von DT in dem Rahmen von Fig. 8 auf der Basis der eingegebenen Überwachungsinformation durchgeführt wird, und die codierte Information wird dann in einen Übertragungsrahmen umgewandelt, der wiederum als Antwort an die Haupteinrichtung 101 rückgeleitet wird, wodurch die Ausführung des "Überwachungs"- oder "NV"-Überwachungs"-Befehls beendet wird.
Nachstehend wird unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 13 der Betrieb der Endeinrichtung 103 unabhängig von der Haupteinrichtung 101 beschrieben, und zwar einschließlich eines Alarms wegen Abnormalitäten oder Änderungen im Betrieb der damit verbundenen Leistungsverteilereinrichtung 107 sowie einer Anweisung zur Steuerung oder Überwachung anderer Endeinrichtungen (nicht gezeigt).
Die Eingabeeinheit 103e der Endeinrichtung 103 liest eingegebene Überwachungsdaten aus, und die Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 103f stellt fest, ob eine Änderung der Überwachungsdaten vorliegt. Wenn eine Änderung der Daten vorliegt, erzeugt die Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 103f Überwachungsinformation, die beispielsweise in Fig. 12 gezeigt ist, und übermittelt sie an die Alarmanweisungserzeugungseinheit 103g, in der festgestellt wird, ob die so erzeugte Überwachungsinformation an die Haupteinrichtung 101 übertragen werden sollte. Bei "JA" erzeugt die Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 103g ein CW für die Übertragung, das dann der Codiereinheit 103i zugeführt wird, in der ein geeigneter Übertragungsrahmen mit CW, BC und DT gebildet wird. Dieser Übertragungsrahmen wird der Sende-Empfangseinheit 103a zugeführt und wird, nachdem ihm SA, DA und FCC zugefügt worden sind, zu der Sende-Empfangseinheit 101d der Haupteinheit 101 übertragen.
Die Sende-Empfangseinheit 101d empfängt den Übertragungsrahmen und mischt DA in dem Rahmen mit ihrer eigenen Stationsadresse. Bei Übereinstimmung zwischen beiden wird der Übertragungsrahmen zu der Decodiereinheit 101e übermittelt, in der festgestellt wird, ob die Information von der Endeinrichtung 103 eine Alarmanweisung ist. Bei "JA" wird die Information an die Alarmanweisung-Erzeugungseinheit 101f weitergeleitet, in der neue Alarminformation über andere Endeinrichtungen nach Erfordernis entsprechend einem vorgegebenen, darin gespeicherten Ablauf erzeugt wird. Die so erzeugte neue Information wird der Codiereinheit 101c zugeführt und dort auf geeignete Weise codiert. Die codierte Information wird dann über die Sende-Empfangseinheit 101d zu den übrigen Endeinrichtungen übertragen. In diesem Zusammenhang wird in Fällen, in denen es notwendig ist, daß neue Steuer- oder Überwachungsinformation von der Decodiereinheit 101e nach Maßgabe eines vorbestimmten Ablaufs erzeugt wird, die Alarminformation von der Decodiereinheit 101e zu der Steuer- und Überwachungsanweisung-Erzeugungseinheit 101b übermittelt, in der eine neue Steuer- oder Überwachungsanweisung erzeugt wird. Die neue Steuer- oder Überwachungsanweisung wird der Codiereinheit 101c zugeführt, in der sie codiert und dann durch die Sende-Empfangseinheit 101d zu anderen Endeinrichtungen übertragen wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 13 wird nun der Fall beschrieben, bei dem ein Steuer- oder Überwachungsbefehl direkt von einer bestimmten Endeinrichtung 103 an andere Endeinrichtungen (nicht gezeigt) auf der Basis der in der speziellen Endeinrichtung 103 erzeugten Überwachungsinformation abgegeben wird. Die von der Überwachungsinformation- Erzeugungseinheit 103f der bestimmten Endeinrichtung 103 erzeugte Überwachungsinformation wird der Steuer- und Überwachungsbefehl-Erzeugungseinheit 103h zugeführt, in der ein neuer Steuer- oder Überwachungsbefehl erzeugt wird. Der Steuer- oder Überwachungsbefehl wird dann der Codiereinheit 103i zugeführt, in der CW, BC und DT erzeugt und hinzugefügt werden. Der CW, BC und DT enthaltende Befehl wird ferner der Sende-Empfangseinheit 103a und von dort anderen Endeinrichtungen zugeführt. Dabei ist es für den Fachmann ersichtlich, daß das Übertragungssystem der Erfindung nicht auf den bestimmten Typ von Übertragungssystem gemäß der obigen Beschreibung beschränkt ist, sondern daß jede Art von Übertragungssystem für die Zwecke der Erfindung anwendbar ist. Beispielsweise können Kontaktsignale, die jeweils einem Steuer- oder Überwachungsbefehl entsprechen, an Endeinrichtungen übertragen werden, oder es können auch verschiedene Arten von Multiplex-Übertragungstechniken wie etwa solche unter Nutzung einer Privatleitung oder einer Starkstromleitung mit Anwendung eines Mikrocomputers angewandt werden.
Die vorstehende, in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform zeigt einen Grundverarbeitungsablauf zur Übertragung und Beantwortung eines Steuer- oder Überwachungsbefehls und eines Alarmbefehls; nachstehend wird eine andere Ausführungsform beschrieben.
Fig. 15 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der eine Endeinrichtung 203 zusätzlich zu den Einheiten 203a bis 203i, die gleich den Einheiten 103a bis 103i von Fig. 7 sind, eine Eigenadreßvorgabeeinheit 203j, eine Fern- oder Gegenadreßvorgabeeinheit 203k, eine ID-Nummervorgabeeinheit 203l zur Vorgabe von bestimmten ID-Nummern, die jeweils jeder Art von damit verbundenen Leistungsverteilereinrichtungen 207 (nur eine gezeigt) entsprechen (z. B. Vorgeben der ID-Nummern eines Leistungsschalters als 01, eines Fehlerstrom-Schutzschalters als 02, eines elektromagnetischen Schalters als 03 und dergleichen), eine Informationsverarbeitungseinheit 203m, die an einer Oberfläche der Endeinrichtung 203 selbst angebracht ist, um Informationen über die Erzeugung von Steuersignalen, Überwachungsinformationen über die mit der Endeinrichtung 203 verbundenen Leistungsverteilereinrichtungen 207 (z. B. Zustände von "ON", "OFF", Auslösung, Fehlfunktionen und dergleichen der Leistungsverteilereinrichtungen 207) und Informationen über Signalübertragungs und -empfangsbedingungen zu verarbeiten, und eine Anzeigeeinheit 203n, die ebenfalls an einer Oberfläche der Endeinrichtung 203 selbst angebracht ist, um die so verarbeitete Information anzuzeigen.
In diesem Fall dient das Vorsehen der Eigenadreßvorgabeeinheit 203j und der Gegenadreßvorgabeeinheit 203k dazu, dem System erhebliche Flexibilität bei der Behandlung der Probleme einer Erweiterung, einer Revision und dergleichen des Systems sowie der Hinzufügung von Steuer- und Überwachungssystemen nach Bedarf zu geben. Wenn ferner eine Vielzahl von Gegenadreßvorgabeeinheiten 203k vorgesehen ist, ist es möglich, Steuer- oder Überwachungsbefehle oder Alarmbefehle an eine Vielzahl von Endeinrichtungen zu senden. Ein Steuerablauf wie etwa ein Ein-Aus-Steuerablauf und dergleichen, ein Steuersignalerzeugungsvorgang, ein Überwachungsinformation-Erzeugungsvorgang und dergleichen, die für jeweilige Leistungsverteilereinrichtungen verschieden sind, können ferner in der Steuersignalerzeugungseinheit 203c und der Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 203f gespeichert werden, so daß ein bestimmter Steuersignalerzeugungsablauf oder ein bestimmter Überwachungs information-Erzeugungsablauf nach Maßgabe einer speziellen ID-Nummer gewählt werden kann, die von der ID-Nummervorgabeeinheit 203l vorgegeben wird, um so eine Leistungsverteilereinrichtung 207 entsprechend der vorgegebenen ID-Nummer zu überwachen oder zu steuern. Bei dieser Konstruktion kann nur eine Art von Endeinrichtung 203 eine Vielzahl von Arten von Leistungsverteilereinrichtungen 207 steuern und überwachen. Die Anzeigeeinheit 203n ermöglicht einem Bediener die Sichtbeobachtung, und zwar nicht indirekt durch die Haupteinrichtung 201, sondern direkt, der Betriebszustände der jeweiligen Leistungsverteilereinrichtungen 207 und der Übertragungszustände zwischen der Endeinrichtung 203 und den entsprechenden Leistungsverteilereinrichtungen 207.
Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform, die derjenigen von Fig. 15 gleicht mit der Ausnahme, daß die Endeinrichtung 203 so aufgebaut ist, daß die Werte, wie sie von der Eigenadreßvorgabeeinheit 203j, der Gegenadreßvorgabeeinheit 203k und der ID-Nummervorgabeeinheit 203l vorgegeben werden, darin durch eine Anweisung von der Haupteinrichtung 201 gespeichert werden können, die von der Haupteinrichtung 201 durch die Sende-Empfangseinheit 203a zu den jeweiligen Einheiten 203j, 203k und 203l heruntergeladen wird. In diesem Fall kann das Einschreiben einer solchen Anweisung in die jeweiligen Einheiten 203j, 203k und 203l zum Zeitpunkt der Initialisierung des Systems oder während seines Betriebs durchgeführt werden. Da bei dieser Ausführungsform die jeweiligen Vorgabewerte für diese Einheiten 203j, 203k und 203l durch eine Anweisung von der Haupteinrichtung 201 geändert werden können, wenn die Art oder Anordnung der Leistungsverteilereinrichtungen 207 geändert wird, kann der Aufbau des Systems leicht an eine solche Änderung angepaßt werden, indem einfach die Anweisung der Haupteinrichtung 201 in eine geeignete Anweisung geändert wird.
Fig. 17 zeigt noch eine andere Ausführungsform, die ähnlich der Ausführungsform von Fig. 15 ist mit der Ausnahme, daß eine Endeinrichtung 303 zusätzlich zu den Einheiten 303a bis 303n, die gleich wie die Einheiten 103a bis 103n von Fig. 15 sind, eine Fern/Nahsteuerung-Vorgabeeinheit 303p zur Vorgabe eines Fernsteuerungsmodus und eines Nahsteuerungsmodus sowie eine Nahbetriebseingabeeinheit 303q zum Empfang eines externen Betriebssignals aufweist. Wenn bei dieser Ausführungsform die Fern/Nahsteuerungs-Vorgabeeinheit 303p den Fernsteuerungsmodus vorgibt, wird dieser wirksam, um ein externes Betriebssignal ungültig zu machen, das in die Nahbetriebseingabeeinheit 303q eingegeben wurde, und den Betrieb der Decodiereinheit 303b zuzulassen, wohingegen bei Vorgabe des Nahsteuerungsmodus die Fern/Nahsteuerungs-Vorgabeeinheit 303p die Eingabe eines externen Betriebssignals in die Nahbetriebseingabeeinheit 303q zuläßt und den Betrieb der Decodiereinheit 303b inhibiert. Bei dieser Ausführungsform erzeugt zwar die Fern/Nahsteuerungs-Vorgabeeinheit 303p keine Signale, um den Betrieb der Alarminformationserzeugungseinheit 303g und der Steuer- und Überwachungsanweisung- Erzeugungseinheit 303h zuzulassen oder zu inhibieren, aber das System kann aufgebaut sein, um solche Signale zu erzeugen und zuzuführen. Gemäß dieser Ausführungsform können durch das Vorsehen der Fern/Nahsteuerung-Vorgabeeinheit 303p in der Endeinrichtung 303 die damit verbundenen Leistungsverteilereinrichtungen 307 von dem Netzwerk des Steuer- und Überwachungssystems getrennt werden, so daß sie unabhängig betrieben werden. Bei der Wartung ist es daher für einen Prüfer möglich, jede der Leistungsverteilereinrichtungen 307 von der Endeinrichtung 303 zu trennen und sie dann ohne weiteres unabhängig vom Rest des Systems auf effiziente Weise zu betätigen und zu prüfen. Außerdem besteht keine Gefahr, daß die so getrennten Leistungsverteilereinrichtungen 307 durch eine fehlerhafte Anweisung von der Haupteinrichtung 301 betätigt werden. Ferner kann das Systemnetzwerk als Ganzes aktiv oder im Betrieb gehalten werden, während jede einzelne der davon getrennten Leistungsverteilereinrichtungen 303 gewartet wird, so daß es möglich wird, die Zahl der Systemkomponenten zu minimieren, die zu diesem Zweck abgeschaltet werden müssen. Das führt zu einer erheblichen Verbesserung des Betriebswirkungsgrads des Gesamtsystems. Außerdem kann während des Nahsteuerungsmodus ein externes Betriebssignal, das von außen in die Nahbetriebseingabeeinheit 303q der Endeinrichtung 303 eingegeben wird, ein Makro- oder ein einfaches Signal sein, da ein vorbestimmter Steuerablauf, der in der Steuersignalerzeugungseinheit 303c der Endeinrichtung 303 gespeichert ist, als das externe Betriebssignal genutzt werden kann. Die Verwendung eines solchen Makro- oder einfachen externen Signals dient dazu, den Aufbau der Endeinrichtung 303 zu vereinfachen und sie leicht handhabbar zu machen.
Fig. 18 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Steuersignalerzeugungsablauf oder ein Überwachungsinformation-Erzeugungsablauf zur Steuerung oder Überwachung von verschiedenen Arten von Leistungsverteilereinrichtungen, die mit einer Endeinrichtung verbunden sind, in der Endeinrichtung durch eine Anweisung von außen programmiert werden können. Diese Ausführungsform gleicht derjenigen von Fig. 15 mit der Ausnahme, daß die ID-Nummervorgabeeinheit 103l der Endeinrichtung 103 von Fig. 15 durch eine Ablaufeingabeeinheit 403r, in die ein Ablauf zur Erzeugung eines Steuersignals oder von Überwachungsinformation von außen eingegeben werden kann, und eine Ablaufspeichereinheit 403s ersetzt ist, um verschiedene Abläufe zu speichern, die in die Ablaufeingabeeinheit 403r eingegeben werden, und nach Bedarf die jeweiligen Abläufe an die Steuersignalerzeugungseinheit 403c und die Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 403f zu senden, wo geeignete Abläufe aus den übermittelten Abläufen ausgewählt und von einem Steuer- oder Überwachungsbefehl, der von der Haupteinrichtung 401 übertragen wird, ausgeführt werden. Die in der Ablaufspeichereinheit 403s gespeicherten Abläufe werden außerdem der Anzeigeeinheit 403n zugeführt, in der sie angezeigt und von einem Bediener auf der Endeinrichtungsseite sichtgeprüft werden können. Bei dieser Ausführungsform kann ein geeigneter Steuersignalerzeugungsablauf oder ein geeigneter Überwachungs information-Erzeugungsablauf für die mit der Endeinrichtung 403 verbundenen Leistungsverteilereinrichtungen 407 in die Endeinrichtung 403 von außen eingegeben werden, so daß die Endeinrichtung 403 selber einen hohen Freiheitsgrad im Betrieb hat. Wenn daher die mit der Endeinrichtung 403 verbundenen Leistungsverteilereinrichtungen 407 ausgewechselt und durch neue ersetzt werden sollen, kann diese Ausführungsform optimale Steuer- oder Überwachungsoperationen an den ausgewechselten neuen Leistungsverteilereinrichtungen durchführen, ohne daß irgendeine Änderung der Systemstruktur notwendig wird.
Fig. 19 zeigt eine Modifikation der Ausführungsform von Fig. 18, die der Ausführungsform von Fig. 18 mit der Ausnahme gleicht, daß eine Endeinrichtung 503 derart aufgebaut ist, daß ein Steuersignalerzeugungsablauf und ein Überwachungsinformation-Erzeugungsablauf, wie sie bei der Ausführungsform von Fig. 18 verwendet werden, von einer Haupteinrichtung 501 in die Endeinrichtung 503 heruntergeladen werden können. Insbesondere werden diese Abläufe in eine Sende- Empfangseinheit 503a der Endeinrichtung 503 von der Haupteinrichtung 501 eingegeben und von dort einer Steuer- und Überwachungsablauf-Speichereinheit 503s zur Speicherung darin zugeführt. Gemäß einem Steuerbefehl oder einem Überwachungsbefehl, der von der Haupteinrichtung 501 in die Sende-Empfangseinheit 503 eingegeben wird, werden geeignete Steuer- oder Überwachungsabläufe von der Steuer- und Überwachungsablauf-Speichereinheit 503s einer Steuersignalerzeugungseinheit 503c und einer Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit 503f zugeführt, wo dann optimale Steuersignale oder Überwachungsinformationen erzeugt werden. Diese Abläufe sind auf die gleiche Weise wie bei der Ausführungsform von Fig. 18 ausgebildet, so daß sie über eine Anzeigeeinheit 503n auf der Endeinrichtungsseite sichtkontrolliert werden können. In diesem Fall kann das Herunterladen der obigen Steuer- und Überwachungsabläufe im allgemeinen zum Zeitpunkt der Initialisierung des Systems durchgeführt werden, aber solche optimalen Steuer- oder Überwachungsabläufe können statt dessen auch von der Haupteinrichtung 501 an die Endeinrichtung 503 gleichzeitig mit der Ausführung eines Befehls übermittelt werden, d. h. zum gleichen Zeitpunkt, zu dem ein Befehl von der Haupteinrichtung 501 zu der Endeinrichtung 503 übertragen wird. Bei dieser Modifikation können daher optimale Abläufe von der Haupteinrichtung 501 zu der Endeinrichtung 503 entsprechend den Arten der verwendeten Leistungsverteilereinrichtungen 507 übermittelt werden, so daß es nicht mehr notwendig ist, die jeweiligen Programme auf der Endeinrichtungsseite zu ändern oder einzugeben, wie das bei der Ausführungsform von Fig. 18 erfolgt.
Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform, die sich von der Ausführungsform von Fig. 16 nur dadurch unterscheidet, daß eine Endeinrichtung 603 außerdem mit einer Operationssperrverarbeitungseinheit 603t versehen ist, um die Operationen einer Decodiereinheit 603b, einer Alarminformationerzeugungseinheit 603g und einer Steuer- und Überwachungsanweisung-Erzeugungseinheit 603 zu sperren bzw. zu inhibieren. Bei dieser Ausführungsform sendet die Haupteinrichtung 601 eine Sperranweisung an die Operationssperrverarbeitungseinheit 603t durch eine Sende-Empfangseinheit 603a, so daß die Operationssperrverarbeitungseinheit 603t wirksam wird, um sämtliche oder einen Teil der Operationen der obigen Einheiten 603b, 603g und 603h zu sperren. Ferner ist die Operationssperrverarbeitungseinheit 603t über eine Informationsverarbeitungseinheit 603m mit einer Anzeigeeinheit 603n verbunden, um Sperrzustände der Einheiten 603b, 603g und 603h anzuzeigen. Wenn bei dieser Konstruktion die Haupteinrichtung 601 wirksam ist, um den Betrieb des Gesamtsystems zu überwachen, kann sie nicht nur die Erzeugung und Übertragung von Alarm-, Steuer- und Überwachungsanweisungen von einer geeigneten Endeinrichtung oder solchen Endeinrichtungen sperren, sondern auch deren Operationen, so daß die Systemsteuerfähigkeit der Haupteinrichtung 601 ganz wesentlich verbessert wird, und jede unnötige Signalübertragung zwischen verschiedenen Bestandteilen des Gesamtsystems wird beseitigt, wodurch der Nutzungswirkungsgrad der benutzten Übertragungsleitungen erhöht wird.
Fig. 21 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Programm zur Ausführung von Steuer- und Überwachungsabläufen zur Steuerung und Überwachung der Haupteinrichtung 101 von Fig. 7 von außen eingegeben werden kann, und die so von außen eingegebenen Abläufe, Alarminformationen von Endeinrichtungen sowie die Sende- und Empfangsbedingungen können angezeigt werden. Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich daher nur eine Haupteinrichtung 701 von der Haupteinrichtung 101 der Ausführungsform von Fig. 7, wohingegen die übrigen Elemente 702, 703 und 707 dieser Ausführungsform gleich wie die Elemente 102, 103 und 107 von Fig. 7 bleiben. Die Haupteinrichtung 701 umfaßt zusätzlich zu den Bauelementeinheiten 701b bis 701f, die gleich den Einheiten 101b bis 101f der Ausführungsform von Fig. 7 sind, eine Steuer- und Überwachungsablauf-Eingabeeinheit 701a-1 zum Empfang von Steuer- oder Überwachungsabläufen, die von außen eingegeben werden, eine Ablaufspeichereinheit 701a-2 zum Speichern der eingegebenen Steuer- oder Überwachungsabläufe, eine Ablaufausführungseinheit 701a-3 zur sequentiellen Ausführung der Steuer- oder Überwachungsabläufe, eine Informationsverarbeitungseinheit 701g, um unter vorgegebenen Verarbeitungsbedingungen Informationen über den Betriebszustand der Sende- Empfangseinheit 701d und die Informationen über Antwort- und Alarmsignale von der Endeinrichtung 703, die von der Decodiereinheit 701e decodiert werden, zu verarbeiten, und eine Anzeigeeinheit 701h, die mit der Ablaufspeichereinheit 701a-2 und der Ablaufausführungseinheit 701a-3 und der Informationsverarbeitungseinheit 701g verbunden ist, um den Inhalt der eingegebenen Programme, momentan in Ausführung befindliche Abläufe, Alarminformation von der Endeinrichtung 703 sowie die Sende- und Empfangsbedingungen der Sende- Empfangseinheit 701d anzuzeigen. Bei dieser Ausführungsform bilden die Steuer- und Überwachungsablauf-Eingabeeinheit 701a-1, die Ablaufspeichereinheit 701a-2 und die Ablaufausführungseinheit 701a-3 gemeinsam einen Steuer- und Überwachungsablauf-Erzeugungsteil 701a. Die so aufgebaute Ausführungsform kann ohne weiteres an Änderungen und/oder Erweiterungen des Systemaufbaus des Steuer- und Überwachungssystems angepaßt werden und kann die Betriebszustände der angeschlossenen Endeinrichtungen sowie die Sende- und Empfangszustände der Sende-Empfangseinheit 701d anzeigen, so daß der Bediener ohne weiteres durch Sichtprüfung diese Zustände gemeinsam und komprimiert beobachten kann.
Fig. 22 zeigt ein Beispiel einer Endeinrichtung für einen Fehlerstrom-Schutzschalter gemäß der Erfindung. Die gezeigte Endeinrichtung 18 umfaßt ein Gehäuse 18a, Verbinderanschlüsse 18b für die Signalübertragung und den Signalempfang sowie zur Abgabe von Treibersignalen und zur Eingabe von Steuer- und Überwachungssignalen, eine LED 18c zur Anzeige von Übertragungszuständen, eine den Ein-Aus-Zustandsanzeige-LED 18d zur Anzeige von Ein-Aus-Zuständen von mit der Endeinrichtung 18 verbundenen Fehlerstrom-Schutzschaltern, eine Überstrom- und Kurzschlußauslösezustand-Anzeige-LED 18e zur Anzeige des Betriebszustands einer Überstrom- und Kurzschlußauslösung, eine Erdschlußauslösezustand-Anzeige-LED 18f zur Anzeige des Betriebszustands des Fehlerstrom-Schutzschalters und einen Adreßeinstellschalter 18g zum Einstellen der Eigenadresse der Endeinrichtung 18 und der Gegenadressen anderer Endeinrichtungen (nicht gezeigt).
Wie oben beschrieben wird, sind gemäß der Erfindung eine Steuersignalerzeugungseinheit und eine Überwachungsinformation-Erzeugungseinheit vorgesehen, um Steuerabläufe und Überwachungsinformationen zu erzeugen, die zur Steuerung und Überwachung von damit verbundenen Leistungsverteilereinrichtungen geeignet sind, so daß die Endeinrichtungen von einer Steuer- und Überwachungs-Makroanweisung (d. h. einer relativ groben Anweisung) von einer Haupt- oder Zentraleinrichtung gesteuert und überwacht werden können, wobei die Anweisung den Leistungsverteilereinrichtungen entweder konzeptionell gemeinsam ist oder einer jeweiligen Leistungsverteilereinrichtung eigen ist. Infolgedessen werden von der Haupteinrichtung aus geführte Programme für die Steuer- und Überwachungsabläufe wesentlich vereinfacht, und bei der Steuerung und Überwachung verschiedener Leistungsverteilereinrichtungen können konzeptionell gemeinsame Befehle genutzt werden, um die verschiedenen Arten von Leistungsverteilereinrichtungen zu steuern und zu überwachen. Das dient der weiteren Vereinfachung der Steuerprogramme. Außerdem können verschiedene Arten von Leistungsverteilereinrichtungen einfach und leicht gesteuert und überwacht werden, ohne daß umfangreiches und vollständiges Wissen über die komplizierten und aufwendigen Steuer- und Überwachungsabläufe für die Leistungsverteilereinrichtungen erforderlich ist. Zum Zweck der Übertragung von Signalen zwischen verschiedenen Einrichtungen ist es außerdem nicht notwendig, geeignete Steuer- und Überwachungsabläufe von der Haupteinrichtung zu Endeinrichtungen zu übertragen, was bei dem herkömmlichen Übertragungssystem notwendig ist, so daß der Nutzungswirkungsgrad von Signalübertragungsleitungen wesentlich verbessert werden kann, wodurch die Programmverarbeitungskapazität der Haupteinrichtung vergrößert wird. Daher können die Steuer- und Überwachungsprogramme vereinfacht werden, und es ist möglich, ein Steuer- und Überwachungssystem für Leistungsverteilereinrichtungen mit hoher Güte und relativ niedrigen Kosten bereitzustellen. Wenn eine Änderung oder Abnormalität im Betrieb der jeweiligen Leistungsverteilereinrichtungen erfolgt, ist im übrigen das Gesamtsystem so aufgebaut, daß die jeweiligen Endeinrichtungen durch Übertragung von Alarmbefehlen Überwachungsinformation über eine Änderung oder Abnormalität in der jeweiligen Leistungsverteilereinrichtung direkt an die Haupteinrichtung oder eine andere Endeinrichtung zum geeigneten Zeitpunkt übermitteln. Ebenso können die Endeinrichtungen selbst geeignete Steuer- und Überwachungsbefehle nach Erfordernis unabhängig von der Haupteinrichtung erzeugen und solche Befehle an andere Endeinrichtungen übermitteln. Somit brauchen die Endeinrichtungen nicht auf einen einseitigen Steuer- und Überwachungsablauf wie etwa zyklisches Abfragen, das von der Haupteinrichtung kommt, zu warten, so daß eine zeitliche Verzögerung im Betrieb verkürzt und das Ansprechverhalten verbessert wird.

Claims

1. Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage, das folgendes aufweist:

eine Vielzahl von Verteilereinrichtungen (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607; 707);

Anweisungseinrichtungen (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601; 701), die betätigbar sind, um einen Steuer- oder Überwachungsbefehl zur Steuerung oder Überwachung wenigstens einer der Leistungsverteilereinrichtungen (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607; 707) abzugeben; und

eine Vielzahl von Endeinrichtungen (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703), die jeweils mit einer entsprechenden der Leistungsverteilereinrichtungen (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607; 707) verbunden und dafür zuständig sind und die betätigbar sind,

(i) um den Steuerbefehl oder Überwachungsbefehl von den Anweisungseinrichtungen zu empfangen;

(ii) um ein Steuersignal oder Überwachungssignal eines Typs zu erzeugen, der geeignet ist, um zu bewirken, daß die mit der Endeinrichtung (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703) verbundene Leistungsverteilereinrichtung (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607; 707) den Anweisungsbefehl befolgt; und

(iii) um das Steuersignal an die mit der Endeinrichtung verbundene Leistungsverteilereinrichtung (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607; 707;) abzugeben;

dadurch gekennzeichnet, daß der von der Anweisungseinrichtung abgegebene Befehl ein Auswahlbefehl ist, der von der oder jeder Endeinrichtung, die für die oder jede Leistungsverteilereinrichtung zuständig ist, auf die der Befehl bezogen ist, interpretiert wird; daß die oder jede Endeinrichtung ausgebildet ist, um ein Befehls- oder Überwachungssignal zu erzeugen, das für spezifische Charakteristiken der oder jeder Leistungsverteilereinrichtung, mit der sie verbunden ist, geeignet ist, wobei das Signal bestimmt ist, um die oder jede Leistungsverteilereinrichtung zu veranlassen, nach Maßgabe des Auswahlbefehls wirksam zu werden; und daß die oder jede Endeinrichtung einen Alarmbefehlsteil hat, um einen Alarmbefehl an die übrigen Endeinrichtungen abzugeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Steuerbefehl oder Überwachungsbefehl bei mehr als einem Typ von Leistungsverteilereinrichtung (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607; 707) anwendbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Steuerbefehl oder Überwachungsbefehl speziell zur Verwendung in bezug auf eine bestimmte der Leistungsverteilereinrichtungen (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607; 707) oder einen bestimmten Typ der Leistungsverteilereinrichtungen (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607; 707) ausgebildet ist.

4. Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der Endeinrichtungen einen Anweisungsteil aufweist, um einen Steuerbefehl oder Überwachungsbefehl an die übrigen Endeinrichtungen abzugeben.

5. Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der Endeinrichtungen einen Steuerbefehl oder Überwachungsbefehl abgibt, wenn sie von einer der übrigen Endeinrichtungen einen Alarmbefehl empfängt.

6. Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage nach Anspruch 5, wobei der Alarmbefehl den Leistungsverteilereinrichtungen konzeptionell gemeinsam ist.

7. Steuer- und Überwachungssystem für eine Leistungsverteilungsanlage nach Anspruch 5, wobei der Alarmbefehl einer jeweiligen der Leistungsverteilereinrichtungen eigen ist.