EP3109125A1 - System und verfahren zum versorgen von dezentralen funktionseinheiten mit elektrischer energie - Google Patents
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- EP3109125A1 EP3109125A1 EP15173810.1A EP15173810A EP3109125A1 EP 3109125 A1 EP3109125 A1 EP 3109125A1 EP 15173810 A EP15173810 A EP 15173810A EP 3109125 A1 EP3109125 A1 EP 3109125A1
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- network node
- snd
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- power bus
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L19/00—Arrangements for interlocking between points and signals by means of a single interlocking device, e.g. central control
- B61L19/06—Interlocking devices having electrical operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
- B61L27/70—Details of trackside communication
Definitions
- the present invention relates to a system and method for supplying decentralized functional units with electrical energy arranged in an industrial plant.
- Such decentralized functional units are used in particular in rail transport networks such as the railroad, where these are used to control vehicle influencing and / or vehicle monitoring units and to monitor functionality and to record process data and back to a central control and / or Monitoring center, such as a control center or a signal box, to report.
- a central control and / or Monitoring center such as a control center or a signal box
- As Switzerlandbeeinu units that give instructions to the driver or even make direct intervention in the vehicle control or directly set a safe track for example, signals, points, balises, line conductors, track magnets and the like, as well as sensors for detecting process variables of the moving train, such as power consumption, speed and the like.
- train and track section monitoring units can also balise and line conductors, but also axle and track circuits and other train detection systems are called.
- the present invention relates to all industrial plants in which functional units are distributed over long distances and yet must be centrally controlled.
- the central controller can be perceived by a stationary control center, but also by
- a digital data transport network can be used for the coupling of the decentralized functional units, which is robust in each case against a simple error event, yet a very skillful use of very widely used in railway engineering copper cables, for example, previously available interlocking cables, and finally requires only a relatively small number of network access points.
- Such a device is used in a particularly advantageous manner for a rail network for rail transport. Consequently, it is then expedient in a further advantageous embodiment, by means of the decentralized functional units traffic monitoring and traffic control functional units, such as in particular signals, switches, axle counter, track circuits, point and line train control elements to couple to the data transport network.
- traffic monitoring and traffic control functional units such as in particular signals, switches, axle counter, track circuits, point and line train control elements to couple to the data transport network.
- the supply of the connected consumers can take place from both supply sides. This creates a previously unavailable redundancy of the energy supply.
- the decentralized functional units also called element controllers or EC for short
- EC element controllers
- SNDs bus couplers
- the SNDs can interrupt or bypass the power bus, as well as measure currents and voltages in the power bus.
- the present invention is therefore based on the object of specifying a system and a method for supplying arranged in an industrial plant decentralized functional units with electrical energy, in the interruptions in the power bus or faulty network node units, in particular their switching modules are reliably and quickly detected, so immediately Measures to restore the correct function of the energy bus can be initiated.
- the voltages of the same network node unit measured for the two inputs of the power bus in a network node unit can be compared. In this way, it can be determined whether the connection to both feed points is intact or whether one of these connections is broken or if one of the switches has a fault.
- the voltages measured for the two inputs of the power bus in two directly adjacent network node units can be compared. In this way, it can also be determined whether the connection to both feed points is intact or whether one of these connections between the two network node units is interrupted.
- the voltage values measured on a network node unit can be transmitted via the data bus to an adjacent network node unit and / or the higher-order control system.
- the data can be accumulated in a suitable manner where their evaluation is provided by means of the evaluation module.
- the evaluation module is rather an evaluation instance, because the evaluation of the voltage values is carried out by software and therefore the required hardware for this purpose in a suitable location, such as in the parent Control system (eg the interlocking) or else can be arranged on a master network node unit.
- the parent Control system eg the interlocking
- a monitoring cycle for the successive opening of the two switches for each network node unit can be provided by means of a successive processing of the network node units starting at one of the two feed points.
- a monitoring cycle for the successive opening of the two switches for each network node unit by way of a successive processing of the network node units starting at the voltage center of the power bus network node unit and then be provided on both sides to the feed points out.
- a typical implementation case for the industrial plant may be a railway network. Accordingly, then by means of the decentralized functional units traffic monitoring and traffic control units, in particular signals, switches (W), axle counter, track circuits, point and line-shaped train control elements controlled.
- traffic monitoring and traffic control units in particular signals, switches (W), axle counter, track circuits, point and line-shaped train control elements controlled.
- FIG. 1 schematically shows an interlocking architecture with a system Sys, inter alia, a signal box STW, a redunant degraded data backbone NB1, NB2, a data bus CB and an energy bus EB with two feed points PS1 and PS2 has.
- the interlocking STW controls the train traffic on a track section G, in which here, for example, signals S, points W, a level crossing Bue and axle counter AC are arranged.
- These train protection and influencing components each connect to a decentralized functional unit - also called element controller unit E - on the data bus CB and the power bus EB.
- the decentralized functional units E are connected to the annular data bus CB in such a way that over each side of the annular data bus CB is given access to the data backbones NB1 and NB2.
- the data bus CB coupled with corresponding routers / switches SW to the respective data backbone NB1, NB2.
- FIG. 2 now shows schematically the data and power supply connection of the Element Controller Unit E of a train control component, here for example a switch W, to the data bus CB and the power bus EB.
- a train control component here for example a switch W
- Such an attachment point comprises a network node unit SND, a communication unit SCU and the actual element controller EC.
- the communication unit SCU is used for the data exchange over both branches of the data bus CB.
- the network node unit SND is provided which couples to both branches of the power bus EB.
- the network node unit SND controls and monitors the power bus EB, detects current violations within the power bus and the connected consumer (SPU with EC).
- the switching module S In redundant manner, it is always supplied from two sides with electrical energy and therefore has in a switching module S via a left switch S1 and a right switch S2 and a load switch S3 to the supply unit SPU of the element controller EC.
- the switching module S also includes a control and / or evaluation logic SL, which is used, for example, to measure the voltages and / or currents at the inputs of the power bus EB in the network node unit SND.
- the network node unit SND also supplies the communication unit SCU with voltage and can also exchange data with it via an Ethernet connection and is thus integrated in the data bus CB (eg for activating the manual operation of the SND via remote access and actuation of the switches S1 to S3, for delivery of diagnostic data to the interlocking or a superordinate service and diagnostic system, query of the current voltages, currents, energy and power values, parameterization of the SND, for the delivery and / or reception of data for the charging / the energy management of an energy storage not shown here or for the notification of a future power requirement) ,
- the supply unit SPU is integrated via the switch S3, which converts the voltage of the power bus EB to the input voltage required for the element controller EC.
- a data connection between the switching module S of the network node unit SND and the supply unit SPU, for example in the form of a serial RS 422, is provided.
- Energy-technically typical here is, for example, a three-phase connection with 400 VAC.
- the element controller EC controls and supplies in FIG. 2
- the switch W receives the element controller EC data telegrams from a higher-level interlocking CPU via an Ethernet connection from the communication unit SCU and are via this communication unit SCU feedback to the interlocking computer CPU.
- the interlocking computer CPU here also represents a corresponding evaluation module that evaluates the received data as intended.
- the network node units SND1 to SND7 measure both current and voltage at the power bus EB, as well as the current direction in the power bus EB at both bus inputs (bus left, bus right). It is further assumed that in the network node units SND1 to SND7 a switching function is implemented in the switching module S, the switches S1 and S2 being realized by means of unidirectionally or bidirectionally conducting semiconductor components. Thus, in each network node unit SND there is a "switch left”, through which the current I flows from right to left, and a “switch right”, through which the current flows to the right. In the case of the bidirectionally conducting semiconductor element, although there is only one bus switch, which conducts in both directions. In addition, it is assumed here that the connected supply units SPU can bridge a voltage interruption of about 20 ms.
- the present invention solves the technical problem of monitoring the power bus EB by means of a segment-by-segment check of the network node units SND1 to SND7. It can be revealed with the resources anyway necessary for the function also a hidden redundancy failure. Thus, neither a high-precision current or voltage measurement on the power bus EB has to be implemented, nor does a great amount of circuitry have to be operated in order to apply test signals to the data bus CB or to receive and evaluate them. Of course, all data could be in eg Ways to replace a power line communication via the power bus EB.
- the existing in the power bus EB network node units SND1 to SND7 can perform the test process autonomously based on a fixed time sequence.
- the network node units are assigned a fixed point of time on the basis of the position in the energy bus EB, for which they are allowed to carry out the interruption check. It is also possible to run the test procedure in a synchronized manner via the communication between the network node units, for example triggered by a predefined master SND. From the combined measurement of current, current direction and voltage at both switches S1, S2, the network node unit SND can determine the state of the power bus EB by briefly separating the switches S1 and S2.
- interruption (A) a voltage jump becomes visible in the energy bus.
- the SND adjacent to the interruption here SND2 and SND3, measure different bus voltages at their bus inputs.
- this interruption (A) can be easily recognized because the two adjacent network node units SND2 and SND3 measure different voltages at their respectively facing bus inputs.
- the SND In the event of an interruption (B), the SND, whose switch is defective, measures different bus voltages at the two voltage measuring points at the bus inputs. The difference is greater than the voltage drop across the Switches S1, S2 itself. This case can be seen in operation without much effort.
- SND5 disconnects "switch left” which causes SND4 to be powered only from the left and the two inputs on SND5 need to measure different voltage levels. If the voltage on the left input of SND5 completely collapses, or is below the minimum allowed threshold, then "Switch right" of SND4 defective (defect (D)). Otherwise, the next SND can be checked.
- SND6 disconnects "switch left", which causes SND5 to be powered only from the left and the two inputs of the switch module on SND6 have to measure different voltage values. If the voltage at the input to the left of SND6 completely collapses, "switch right" of SND5 is defective. Otherwise, the next SND can be checked.
- test routine can continue to work in the left direction.
- SND3 would open "switch right".
- Defect (F) would thus be revealed when "switch left” of SND1 is opened.
- the test routine can also be used with bidirectionally conductive semiconductor elements. Then there is only one bus switch, which conducts in both directions. Accordingly falls in this case, the failure mode "the switch that does not conduct in the energized direction, falls off" away. Only the failures A, B, C and D would have to be considered for this case. F would not exist anymore.
- this test run is stopped immediately and the error is displayed by the SND by means of data telegrams and reported to the other SND and / or the interlocking STW and / or another related diagnosis device. Until a repair has taken place, manipulations in the energy bus EB are then to be omitted.
- SND1 would be the first on the Configuration predefined time slot (time synchronization via NTP) received and the "switch right" open (the current flows from left to right, so this rung is interrupted to check the other current direction).
- SND 2 Next up is SND 2, and so on.
- the SND which receives power from both sides, opens both switches, the SND, in which the current flows only from the right, open the "switches left”.
- the interruption detection function works analogously to the sequence described above, but an already existing interruption leads in this case to a brief voltage interruption in the element Controller Units E, which lie between the SND being tested and the interruption. For this reason, the switches must not be left open for more than 10 ms within the scope of the assumption made above for a 20 ms seized power supply. For the exact localization of the interruption, the entire energy bus EB must also be traversed, each SND must briefly open its switches S1 and / or S2. The interruption is reported, and also here, no manipulation except the repair to the power bus EB done.
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Abstract
Erfindungsgemäss sind ein System und ein Verfahren zum Versorgen von in einer industriellen Anlage angeordneten dezentralen Funktionseinheiten (E) mit elektrischer Energie offenbart, wobei:
a) ein übergeordnetes Steuerungssystem (STW) vorgesehen ist, das mit den dezentralen Funktionseinheiten (E) mittels Datentelegrammen Informationen über einen Datenbus (CB, NB1, NB2) austauscht,
b) Netzknoteneinheiten (SND) sequentiell zwischen zwei Speisepunkten (PS1, PS2) eines ringartig aufgebauten Energiebusses (EB) angeordnet sind, die den dezentralen Funktionseinheiten (E) den Zugang zu dem Energiebus (EB) und optional zu dem Datenbus (CB) bereitstellen,
c) die Netzknoteneinheiten (SND) über ein steuerbares Schaltmodul (S) verfügen, das einen ersten Schalter (S1) und einem zweiten Schalter (S2) umfasst, wobei mit den beiden Schaltern (S1, S2) je ein Zugang zu den beiden Speisepunkten (PS1, PS2) geschaltet wird,
d) der erste Schalter (S1) und/oder der zweite Schalter (S2) wahlweise geöffnet wird und eine über den Eingängen des Energiebusses in die Netzknoteneinheit abfallende Spannung messbar ist; und
e) ein Auswertemodul (CPU, SL) vorgesehen ist, das die gemessene Spannung innerhalb einer Netzknoteneinheit (SND) und/oder unter benachbarten Netzknoteneinheiten (SND) auf einen Unterbruch des Energiebusses (EB) und/oder ein fehlerhaftes Schaltmodul (S) hin auswertet.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Versorgen von in einer industriellen Anlage angeordneten dezentralen Funktionseinheiten mit elektrischer Energie.
- Derartige dezentrale Funktionseinheiten werden im Besonderen in Schienenverkehrsnetzwerken z.B wie die Eisenbahn eingesetzt, wo diese genutzt werden, um Fahrzeug beeinflussende und/oder Fahrzeug überwachende Einheiten zu steuern und bezüglich der Funktionalität zu überwachen und um Prozessdaten aufzunehmen und zurück an eine zentrale Steuerungs- und/oder Überwachungszentrale, wie zum Beispiel eine Leitstelle oder ein Stellwerk, zu melden. Als zugbeeinflussende Einheiten, die also Anweisungen an den Fahrzeugführer geben oder sogar direkt Eingriffe in der Fahrzeugsteuerung vornehmen oder direkt einen sicheren Fahrweg einstellen, können beispielsweise Signale, Weichen, Balisen, Linienleiter, Gleismagnete und dergleichen sowie auch Sensoren zum Erfassen von Prozessgrössen des fahrenden Zuges, wie Leistungsaufnahme, Geschwindigkeit und dergleichen, betrachtet werden. Als Zug- und Gleisabschnitt überwachende Einheiten können ebenfalls Balisen und Linienleiter, aber auch Achszähler und Gleisstromkreise und andere Gleisfreimeldesysteme genannt werden. Grundsätzlich betrifft die vorliegende Erfindung aber alle industriellen Anlagen, in denen funktionale Einheiten über grössere Strecken verteilt sind und dennoch zentral gesteuert werden müssen. Die zentrale Steuerung kann dabei von einer ortsfesten Leitstelle, aber auch durch eine nicht-ortsfeste virtuelle Leitstelle wahrgenommen werden.
- Im Eisenbahnverkehr ist es üblicherweise so, dass diese dezentralen Funktionseinheiten von einem Stellwerk oder einem abgesetzten Stellwerkrechner gesteuert werden. Für den Datentransfer zwischen dem Stellwerk und den Funktionseinheiten im Gleisbereich sind heute in der Regel standardisierte Kupferkabel vorgesehen, für deren klassische Stelldistanzlängen wegen der physikalischen Übertragungsparameter, den Kabelbelägen (RLC), bei 10 km in der Praxis die obere Grenze liegt. Bei gewissen Typen von Funktionseinheiten kann diese obere Limite jedoch auch nur bei maximal 6,5 km liegen.
- Aus dem Projekt Sinet® der Siemens Schweiz AG und der dazu korrespondierenden europäischen Patentanmeldung
EP 2 301 202 A1 sind eine Einrichtung und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Überwachung von entlang eines Verkehrsnetzwerks angeordneten dezentralen Funktionseinheiten bekannt, welche folgenden Kernpunkte umfassen: - a) ein übergeordnetes Steuerungssystem, das mit den dezentralen Funktionseinheiten mittels Datentelegrammen Informationen austauscht,
- b) ein Datentransportnetzwerk mit einer Anzahl von Netzzugangspunkten, wobei das übergeordnete Steuerungssystem über mindestens einen Netzzugangspunkt an dem Datentransportnetzwerk angekoppelt ist;
- c) Kommunikationseinheiten, die jeweils an einem Netzzugangspunkt angeschlossen sind, wobei:
- d) die dezentralen Funktionseinheiten zu Untergruppen mit jeweils eigenem Subnetzwerk zusammengefasst sind; und wobei
- e) das Subnetzwerk jeder der Untergruppen an jedem seiner beiden Ende jeweils über eine Kommunikationseinheit und über einem Netzzugangspunkt an dem Datentransportnetzwerk angekoppelt ist.
- Auf diese Weise kann für die Ankopplung der dezentralen Funktionseinheiten ein digitales Datentransportnetzwerk genutzt werden, welches in jeder Weise robust gegen ein einfaches Fehlerereignis ist, dennoch eine sehr geschickte Verwendung von sehr breit in der Bahntechnik eingesetzten Cu-Kabeln, zum Beispiel bisher vorhandenen Stellwerkskabeln, erlaubt und schliesslich auch nur eine vergleichsweise geringe Zahl von Netzzugangspunkten benötigt.
- Eine derartige Einrichtung ist dabei in besonders vorteilhafter Weise für ein Schienennetz für den Eisenbahnverkehr einsetzbar. Folglich ist dann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zweckmässig, mittels den dezentralen Funktionseinheiten verkehrsüberwachende und verkehrssteuernde Funktionseinheiten, wie insbesondere Signale, Weichen, Achszähler, Gleisstromkreise, punkt- und linienförmige Zugbeeinflussungselemente, an das Datentransportnetzwerk anzukoppeln.
- Der Aufbau von technischen Anlagen, besonders auch in der Bahninfrastruktur, ist aufgrund der über 100 jährigen Geschichte des Industrieanlagenbaus und des Eisenbahnwesens auf Robustheit und Zuverlässigkeit ausgelegt. In der damaligen Konzeption wurden besonders die Aussenelemente der Bahnsicherungsanlagen über relativ kräftige Kabeladern angeschlossen, um die Schaltzustände über die definierten Distanzen sicher detektieren zu können, d.h. die Auslegung erfolgt entsprechend der Spitzenbelastungen mit ausreichender Reserve. Mit dem Schaltvorgang der Aussenelemente wird über die Energiezuführung auch die Information übermittelt. Daraus folgt aber in naheliegender Weise auch, dass die möglichen Distanzen durch den detektierbaren Energiefluss begrenzt sind. Unter heutigen Flexibilitäts-, Kosten- und Ressourcenpolitischen -Aspekten sind diese etablierten Konzepte neben der durch die
EP 2 301 202 A1 offenbarte Kommunikationsstruktur dringend auch im Bereich der Energiezuführung zu innovieren und so die bisherige Kopplung von Information und Energie aufzulösen. - Hierzu offenbart die internationalen Patentanmeldung
WO 2013/013908 A1 eine Lösung. Diese Lösung sieht eine Einrichtung und ein Verfahren zum Betreiben von in einer industriellen Anlage angeordneten dezentralen Funktionseinheiten vor, umfassend: - a) ein übergeordnetes Steuerungssystem, das mit den dezentralen Funktionseinheiten mittels Datentelegrammen Informationen austauscht,
- b) ein Datentransportnetzwerk mit einer Anzahl von Netzzugangspunkten, wobei das übergeordnete Steuerungssystem über mindestens einen Netzzugangspunkt an dem Datentransportnetzwerk angekoppelt ist;
- c) Kommunikationseinheiten, die an einem Netzzugangspunkt angeschlossen sind und den dezentralen Funktionseinheiten den Zugang zu dem Datentransportnetzwerk bereitstellen, und
- d) ein Energietransportnetz, an das die dezentralen Funktionseinheiten angeschlossen sind und das die dezentralen Funktionseinheiten mit elektrischer Energie versorgt. Auf diese Weise ist nun auch das Energietransportnetz vollkommen von einem Stellwerk entkoppelt.
- Ausgehend von der heutigen Stellwerkarchitektur mit dezentralen Stationen, aber Punkt-zu-Punkt-Energiezuführung, wird hiermit ein neuer, innovativer Ansatz beschritten, der von der Siemens Schweiz AG unter dem Namen Sigrid® vertrieben. Die heutigen kabel- und arbeitsintensiven Punkt- zu Punkt-Verbindungen für die Stromversorgung bzw. die Energieversorgung der peripheren Elemente entlang dem Gleis (Element Controller oder auch dezentrale Funktionseinheit genannt) werden ersetzt durch adernsparende und einfach zu montierende Bus- oder Ringleitungen.
- Die in der
WO 2013/013908 A1 offenbarte Lösung beschränkt sich aber längst nicht nur auf den beschriebenen Anwendungsfall der Stellwerksarchitektur von Bahnanlagen, sondern geht weit darüber hinaus. Als zukünftige Beispiele werden das Energiemanagement für Gebäude oder für Grossanlagen in der produzierenden oder verarbeitenden Industrie auf der Basis dezentraler Energieversorgung gesehen. - Wenn der Energiebus zwischen zwei Stellwerken oder sonstigen Einrichtungen mit Anschluss zu den Energieversorgungsnetzen verlegt wird, so kann die Versorgung der angeschlossenen Verbraucher (dezentrale Funktionseinheiten) von beiden Speiseseiten erfolgen. Dadurch wird eine bisher noch nicht verfügbare Redundanz der Energieversorgung geschaffen. Die dezentralen Funktionseinheiten - auch Element Controller oder kurz EC genannt) werden dabei durch netzknoteneinheiten - auch Buskoppler oder kurz SND - Smart Node Device genannt - an den Datenbus und den Energiebus angeschlossen, die Steuerungs-, Überwachungs- und Diagnosefunktionen übernehmen können. Die SND können beispielsweise den Energiebus unterbrechen bzw. durchschalten, sowie Ströme und Spannungen im Energiebus messen.
- Einfache Defekte, also beispielsweise Kurzschlüsse oder Unterbrüche, im Energiebus führen bei korrekter Behandlung aufgrund der Redundanz nicht unmittelbar zu einem Ausfall von Elementen. Im Fall einer ausfallenden Speiseseite würde die Versorgung aller dezentralen Funktionselemente von der zweiten Speiseseite übernommen.
- Durch die Redundanz der Energieversorgung mit zwei Speiseseiten kann in gewissen Fällen ein Unterbruch verdeckt werden. Ein solcher Unterbruch führt, wie bereits erwähnt, in einem ersten Fehlerfall nicht zu Ausfällen von angeschlossenen Verbrauchern. Wenn jedoch bereits ein unentdeckter Unterbruch zwischen zwei dezentralen Funktionselementen oder in einer Netzknoteneinheit vorhanden ist, wird ein weiterer Unterbruch gezwungenermassen dazu führen, dass alle zwischen den beiden Unterbrüchen liegenden dezentralen Funktionseinheiten von der Energieversorgung abgetrennt werden. Dies ist insbesondere im Bereich von Eisenbahnsicherungsanlagen zu vermeiden; es ist daher eine hohe Zuverlässigkeit der Speisung erforderlich. Deshalb müssen Unterbrüche im Bus innert nützlicher Frist erkannt und entsprechend behoben werden können, damit z.B. bei Montagearbeiten nicht aus Versehen ein Teil der Anlage vom Netz getrennt wird.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zum Versorgen von in einer industriellen Anlage angeordneten dezentralen Funktionseinheiten mit elektrischer Energie anzugeben, bei dem Unterbrüche im Energiebus oder fehlerhafte Netzknoteneinheiten, insbesondere deren Schaltmodule, zuverlässig und schnell detektierbar sind, sodass umgehend Massnahmen zur Wiederherstellung der korrekten Funktion des Energiebusses eingeleitet werden können.
- Die Aufgabe wird bezüglich des Systems erfindungsgemäss durch ein System zum Versorgen von in einer industriellen Anlage angeordneten dezentralen Funktionseinheiten mit elektrischer Energie gelöst, wobei:
- a) ein übergeordnetes Steuerungssystem vorgesehen ist, das mit den dezentralen Funktionseinheiten mittels Datentelegrammen Informationen über einen Datenbus austauscht,
- b) Netzknoteneinheiten sequentiell zwischen zwei Speisepunkten eines ringartig aufgebauten Energiebusses angeordnet sind, die den dezentralen Funktionseinheiten den Zugang zu dem Energiebus und optional zu dem Datenbus bereitstellen,
- c) die Netzknoteneinheiten über ein steuerbares Schaltmodul verfügen, das einen ersten Schalter und einem zweiten Schalter umfasst, wobei mit den beiden Schaltern je ein Zugang zu den beiden Speisepunkten schaltbar ist,
- d) der erste Schalter und/oder der zweite Schalter wahlweise öffenbar sind und eine über den Eingängen des Energiebusses in die Netzknoteneinheit abfallende Spannung messbar ist; und
- e) ein Auswertemodul vorgesehen ist, das die gemessene Spannung innerhalb einer Netzknoteneinheit und/oder unter benachbarten Netzknoteneinheiten auf einen Unterbruch des Energiebusses und/oder ein fehlerhaftes Schaltmodul hin auswertet.
- Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäss durch ein Verfahren zum Versorgen von in einer industriellen Anlage angeordneten dezentralen Funktionseinheiten mit elektrischer Energie gelöst, wobei:
- a) ein übergeordnetes Steuerungssystem vorgesehen ist, das mit den dezentralen Funktionseinheiten mittels Datentelegrammen Informationen über einen Datenbus austauscht,
- b) Netzknoteneinheiten sequentiell zwischen zwei Speisepunkten eines ringartig aufgebauten Energiebusses angeordnet sind, die den dezentralen Funktionseinheiten den Zugang zu dem Energiebus und optional zu dem Energiebus bereitstellen,
- c) die Netzknoteneinheiten über ein steuerbares Schaltmodul verfügen, das einen ersten Schalter und einem zweiten Schalter umfasst, wobei mit den beiden Schaltern je ein Zugang zu den beiden Speisepunkten geschaltet wird,
- d) der erste Schalter und/oder der zweite Schalter wahlweise geöffnet wird und eine über den Eingängen des Energiebusses in die Netzknoteneinheit abfallende Spannung gemessen wird; und
- e) ein Auswertemodul vorgesehen ist, das die gemessene Spannung innerhalb einer Netzknoteneinheit und/oder unter benachbarten Netzknoteneinheiten auf einen Unterbruch des Energiebusses und/oder ein fehlerhaftes Schaltmodul hin auswertet.
- Auf diese Weise werden ein System und ein Verfahren geschaffen, mit denen es aufgrund der Auswertung der Spannungen über den Schaltern innerhalb einer Netzknoteneinheit oder benachbarter Netzknoteneinheiten ermöglicht ist, Unterbrüche des Energiebusses und/oder fehlerhafte Schalter von Netzknoteneinheiten sicher aufzuspüren.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die für die beiden Eingänge des Energiebusses in einer Netzknoteneinheit gemessenen Spannungen derselben Netzknoteneinheit verglichen werden. Auf diese Weise lässt sich feststellen, ob die Verbindung zu beiden Speisepunkten intakt ist oder ob eine dieser Verbindungen unterbrochen ist oder ob einer der Schalter eine Störung aufweist.
- Alternativ oder ergänzend hierzu können die für die zwei Eingänge des Energiebusses in zwei unmittelbar benachbarten Netzknoteneinheiten gemessenen Spannungen verglichen werden. Auf diese Weise lässt sich ebenfalls feststellen, ob die Verbindung zu beiden Speisepunkten intakt ist oder ob eine dieser Verbindungen zwischen den beiden Netzknoteneinheiten unterbrochen ist.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die auf einer Netzknoteneinheit gemessenen Spannungswerte über den Datenbus an eine benachbarte Netzknoteneinheit und/oder das übergeordnete Steuerungssystem übertragbar sind. Auf diese Weise können die Daten in geeigneter Weise dort aufkumuliert werden, wo deren Auswertung mittels des Auswertemoduls vorgesehen ist. Das Auswertemodul ist dabei eher eine Auswerteinstanz, weil die Auswertung der Spannungswerte softwaremässig erfolgt und die erforderliche Hardware hierfür daher an einem geeigneten Ort, wie zum Beispiel in dem übergeordneten Steuerungssystem (z.B. das Stellwerk) oder aber auch auf einer Master-Netzknoteneinheit angeordnet sein kann. Zur Überprüfung ist nun auch möglich die Netzknoteneinheiten der Reihe nach abzufragen. Hierzu kann ein Überwachungszyklus zum sukzessiven Öffnen der beiden Schalter für jede Netzknoteneinheit im Wege einer sukzessiven Abarbeitung der Netzknoteneinheiten beginnend an einem der beiden Speisepunkte vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend kann ein Überwachungszyklus zum sukzessiven Öffnen der beiden Schalter für jede Netzknoteneinheit im Wege einer sukzessiven Abarbeitung der Netzknoteneinheiten beginnend an der im Spannungsmittelpunkt des Energiebusses liegenden Netzknoteneinheit und dann in beidseitiger Ausdehnung zu den Speisepunkten hin vorgesehen sein. Somit kann systematisch von Netzknoteneinheit zu Netzknoteneinheit vorgegangen werden, bis alle innerhalb des Energiebusses sequentiell angeordneten Netzknoteneinheiten abgearbeitet sind.
- Zur Sicherstellung der Speisung kann der Überwachungszyklus in geeigneten Abständen periodisch ausgeführt oder durch eine Netzknoteneinheiten oder durch das übergeordnete Steuerungssystem bedarfsweise angestossen werden.
- Ein typischer Ausführungsfall für die industrielle Anlage kann ein Eisenbahnnetzwerk sein. Entsprechend werden dann mittels der dezentralen Funktionseinheiten verkehrsüberwachende und verkehrssteuernde Einheiten, wie insbesondere Signale, Weichen (W), Achszähler, Gleisstromkreise, punkt- und linienförmige Zugbeeinflussungselemente, gesteuert.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- Figur 1
- in schematischer Ansicht eine Stellwerkarchitektur mit einem Datenbus und einem Energiebus;
- Figur 2
- in schematischer Ansicht eine Netzknoteneinheit zur Verbindung einer dezentralen Funktionseinheit mit dem Datenbus und Energiebus;
- Figur 3
- in schematischer Ansicht den Spannungsverlauf über dem Energiebus im Normalbetrieb;
- Figur 4
- in schematischer Ansicht den Spannungsverlauf über dem Energiebus für zwei Unterbruchsarten; und
- Figur 5
- in schematischer Ansicht den Spannungsverlauf über dem Energiebus für zwei verdeckte Unterbrüche im Energiebus.
-
Figur 1 zeigt schematische eine Stellwerkarchitektur mit einem System Sys, das u.a. ein Stellwerk STW, einen redunant abgebauten Datenbackbone NB1, NB2, einem Datenbus CB und einen Energiebus EB mit zwei Speisestellen PS1 und PS2 aufweist. Das Stellwerk STW steuert den Zugverkehr auf einem Gleisabschnitt G, in welchem hier beispielhaft Signale S, Weichen W, ein Bahnübergang Bue und Achszähler AC angeordnet sind. Diese Zugsicherungs- und beeinflussungskomponenten koppeln jeweils mit einer dezentralen Funktionseinheit - auch Element Controller Unit E genannt - an dem Datenbus CB und dem Energiebus EB an. Die dezentralen Funktionseinheiten E sind dabei so an den ringförmigen Datenbus CB angeschlossen, dass über jede Seite des ringförmigen Datenbusses CB der Zugriff auf die Datenbackbones NB1 und NB2 gegeben ist. Der Datenbus CB koppelt dabei mit entsprechenden Routern/Switches SW an dem jeweiligen Datenbackbone NB1, NB2 an. -
Figur 2 zeigt nun schematisch die daten- und energieversorungstechnische Anschaltung der Element Controller Unit E einer Zugbeeinflussungskomponente, hier zum Beispiel eine Weiche W, an den Datenbus CB und den Energiebus EB. Ein derartiger Anschaltpunkt umfasst eine Netzknoteneinheit SND, eine Kommunikationseinheit SCU und den eigentlichen Element Controller EC. Die Kommunikationseinheit SCU wird für den Datenaustausch über beide Äste des Datenbusses CB verwendet. Energieseitig ist die Netzknoteneinheit SND vorgesehen, die an beiden Ästen des Energiebusses EB ankoppelt. Die Netzknoteneinheit SND steuert und überwacht den Energiebus EB, detektiert Stromüberschreitungen innerhalb des Energiebusses und beim angeschlossenen Verbraucher (SPU mit EC). In redundanter Weise wird sie immer von zwei Seiten her mit elektrischer Energie versorgt und verfügt daher in einem Schaltmodul S über einen linken Schalter S1 und einen rechten Schalter S2 sowie über einen Lastschalter S3 zur Versorgungseinheit SPU des Element Controllers EC. Das Schaltmodul S umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch eine Steuer-und/oder Auswertelogik SL, die beispielsweise zur Messung der Spannungen und/oder Ströme an den Eingängen des Energiebusses EB in der Netzknoteneinheit SND eingesetzt wird. - Die Netzknoteneinheit SND versorgt auch die Kommunikationseinheit SCU mit Spannung und kann mit dieser auch über eine Ethernet-Verbindung Daten austauschen und ist damit in den Datenbus CB eingebunden (z.B. zum Aktivieren des Handbetriebs des SND über Fernzugriff und Betätigen der Schalter S1 bis S3, zur Abgabe von Diagnosedaten an das Stellwerk oder ein übergeordnetes Service- und Diagnosesytem, Abfrage der aktuellen Spannungen, Ströme, Energie- und Leistungswerte, Parametrierung des SND, zur Abgabe und/oder Empfang von Daten für die Aufladung/das Energiemanagement eines hier nicht weiter dargestellten Energiespeichers oder für die Anmeldung eines zukünftigen Leistungsbedarfs). In die Netzknoteneinheit SND ist hier über den Schalter S3 die Versorgungseinheit SPU integriert, die die Spannung des Energiebusses EB auf die für den Element Controller EC erforderliche Eingangsspannung konvertiert. Zudem ist eine Datenverbindung zwischen dem Schaltmodul S der Netzknoteneinheit SND und der Versorgungseinheit SPU, z.B. in Form einer serielle RS 422, vorgesehen. Energietechnisch typisch ist hier zum Beispiel eine dreiphasige Verbindung mit 400 VAC. Der Element Controller EC steuert und versorgt in
Figur 2 vorliegend die Weiche W. Dabei empfängt der Element Controller EC Datentelegramme von einem übergeordneten Stellwerksrechner CPU via einer Ethernet-Verbindung von der Kommunikationseinheit SCU und gibt über diese Kommunikationseinheit SCU die Rückmeldungen an den Stellwerksrechner CPU. Der Stellwerksrechner CPU repräsentiert hier auch ein entsprechendes Auswertemodul, dass die empfangenen Daten bestimmungsgemäss auswertet. -
Figur 3 zeigt nun den Spannungsverlauf über dem Energiebus EB, in den hier sieben Netzknoteneinheiten SND1 bis SND7 geschaltet sind, im Normalbetrieb. Im normalen Betrieb wird sich irgendwo auf dem Energiebus EB ein Energiemittelpunkt einstellen, an dem die Energie von beiden Speisestellen SP1 und SP2 bezogen wird. Bis zu diesem Mittelpunkt wird die Energie im Bus jeweils von nur einer Speisestelle SP1 oder SP2 geliefert; sie fliesst also nur in einer Richtung. Dadurch ergeben sich die folgenden Ausfallszenarien: - a) Unterbrüche an einem beliebigen Punkt in dem Energiebus EB wie in
Figur 4 mit dem Buchstaben A für einen Unterbruch zwischen SND2 und SND 3 bezeichnet; und - b) Unterbrüche in den Schaltern S1, S2 einer Netzknoteneinheit SND wie in
Figur 4 mit dem Buchstaben B für einen Unterbruch in SND2 bezeichnet. - Es wird dabei davon ausgegangen, dass die Netzknoteneinheiten SND1 bis SND7 sowohl Strom und Spannung am Energiebus EB, als auch die Stromrichtung im Energiebus EB an beiden Buseingängen (Bus links, Bus rechts) misst. Es wird weiter angenommen, dass in die Netzknoteneinheiten SND1 bis SND7 eine Schaltfunktion im Schaltmodul S implementiert ist, wobei die Schalter S1 und S2 mittels unidirektional oder bidirektional leitenden Halbleiterbauelementen realisiert sind. Damit ist in jeder Netzknoteneinheit SND ein "Schalter links" vorhanden, durch den der Strom I von rechts nach links fliesst, und ein "Schalter rechts", durch den der Strom nach rechts fliesst. Im Fall des bidirektional leitenden Halbleiterelements gibt es zwar dann nur einen Busschalter, der in beide Richtungen leitet. Zusätzlich wird hier davon ausgegangen, dass die angeschlossenen Versorgungseinheiten SPU einen Spannungsunterbruch von etwa 20ms überbrücken können.
- Die vorliegende Erfindung löst das technische Problem der Überwachung des Energiebusses EB mittels einer segmentweisen Überprüfung der Netzknoteneinheiten SND1 bis SND7. Es kann mit den sowieso für die Funktion notwendigen Mitteln auch ein versteckter Redundanzausfall aufgedeckt werden. Es muss also weder eine hochpräzise Strom- oder Spannungsmessung auf dem Energiebus EB implementiert werden, noch muss ein grosser Schaltungsaufwand betrieben werden, um Prüfsignale auf den Datenbus CB zu legen bzw. zu empfangen und auszuwerten. Natürlich könnten sämtliche Daten z.B. im Wege eine Power Line Communication über den Energiebus EB ausgetauscht werden.
- Die im Energiebus EB vorhandenen Netzknoteneinheiten SND1 bis SND7 können den Prüfablauf autonom anhand einer festgelegten Zeitfolge durchführen. Dabei wird den Netzknoteneinheiten anhand der Position im Energiebus EB ein fixer Zeitpunkt zugewiesen, zu dem sie die Unterbruchsprüfung durchführen dürfen. Es ist auch möglich, den Prüfablauf über die Kommunikation zwischen den Netzknoteneinheiten synchronisiert ablaufen zu lassen, beispielsweise angestossen von einem vordefinierten Master SND. Aus der kombinierten Messung von Strom, Stromrichtung und Spannung an beiden Schaltern S1, S2 kann die Netzknoteneinheit SND durch kurzzeitige Auftrennung der Schalter S1 und S2 eindeutig den Zustand des Energiebusses EB feststellen.
- Zunächst wird hier die Reaktion des Energiebusses EB auf die beiden oben dargestellten Unterbruchsfälle (A) und (B) aus
Figur 4 beschrieben. Die Netzknoteneinheiten werden nun nur noch SND oder mit ihrer Nummer referenziert. - Im Falle des Unterbruchs (A) wird im Energiebus ein Spannungssprung sichtbar. Die an den Unterbruch angrenzenden SND, hier SND2 und SND3, messen an ihren Buseingängen unterschiedliche Busspannungen. Über Austausch der Messwerte von SND2 und SND3 kann dieser Unterbruch (A) einfach erkannt werden, weil die beiden angrenzenden Netzknoteneinheiten SND2 und SND3 an ihren jeweils zugewandten Buseingängen unterschiedliche Spannungen messen.
- Im Falle des Unterbruchs (B) misst das SND, dessen Schalter defekt ist, an den beiden Spannungsmesspunkten an den Buseingängen unterschiedliche Busspannungen. Der Unterschied ist grösser als der Spannungsabfall über den Schaltern S1, S2 selbst. Auch dieser Fall lässt sich im Betrieb ohne grossen Aufwand erkennen.
- Schwieriger wird es, wenn der Unterbruch nahe am elektrischen Mittelpunkt im Energiebus liegt, was mit den Buchstaben (C) und (D) in
Figur 5 gezeigt ist, oder ein Schalter S1 bis S3 im Schaltmodul S betroffen ist, der nicht in die stromführende Richtung leitet Buchstabe (F) inFigur 5 . Hier wird nun der im Folgenden beschriebene Unterbrucherkennungsalgorithmus aktiv. - Die Unterbruchserkennung sucht im Betrieb regelmässig nach offensichtlich auftretenden Unterbrüchen gemäss Buchstaben (A) und (B) im Energiebus EB. Dies kann zum Beispiel auch realisiert werden, indem benachbarte SND ihre Strom- / Spannungsmesswerte austauschen und bei Unregelmässigkeiten einen Unterbruch melden. Wenn zwischen den Messwerten an den beiden Schaltern eines SND oder zwischen zwei benachbarten SND ein erheblicher Spannungssprung festgestellt wird, muss ein Unterbruch im Energiebus EB vorliegen. Zusätzlich wird periodisch nach versteckten Unterbrüchen gesucht. Dazu gehen die SND im Falle der synchronisierten Unterbruchserkennung wie folgt vor:
- Das SND in der elektrischen Busmitte, hier also SND4, trennt die Schalter S1 und S2 für beide Richtungen auf. Wenn an beiden Eingängen des Schaltmoduls S die Spannung nicht wesentlich ändert, sind die Kabel zu den beiden benachbarten SND intakt und das nächste SND kann geprüft werden.
- SND5 trennt "Schalter links" auf, was bewirkt, dass SND4 nur noch von links gespeist wird und die beiden Eingänge auf SND5 unterschiedliche Spannungswerte messen müssen. Fällt die Spannung am linken Eingang von SND5 komplett zusammen, bzw. unter die minimal erlaubte Schwelle, ist "Schalter rechts" von SND4 defekt (Defekt (D)). Ansonsten kann das nächste SND geprüft werden.
- SND6 trennt "Schalter links" auf, was bewirkt, dass SND5 nur noch von links gespeist wird und die beiden Eingänge des Schaltmoduls auf SND6 unterschiedliche Spannungswerte messen müssen. Fällt die Spannung am Eingang links von SND6 komplett zusammen, ist "Schalter rechts" von SND5 defekt. Ansonsten kann das nächste SND geprüft werden.
- Sobald die Prüfroutine den "Schalter links" des SND ganz rechts geöffnet hat und so die gesamte rechte Seite des Energiebusses EB geprüft ist, kann bei SND3 in Richtung links weitergearbeitet werden, wobei im ersten Schritt SND3 "Schalter rechts" öffnen würde. Defekt (F) würde so offenbart, wenn "Schalter links" von SND1 geöffnet wird. Die Prüfroutine kann auch mit bidirektional leitfähigen Halbleiterelementen angewendet werden. Dann gibt es nur einen Busschalter, der in beide Richtungen leitet. Entsprechend fällt in diesem Fall die Ausfallart "der Schalter, der nicht in die stromführende Richtung leitet, fällt aus" weg. Nur die Ausfälle A, B, C und D müssten für diesen Fall betrachtet werden. F würde nicht mehr existieren.
- Wird irgendwo ein Unterbruch festgestellt, so wird dieser Prüfdurchlauf sofort gestoppt und der Fehler wird von den SND durch Datentelegramme angezeigt und an die anderen SND und/oder das Stellwerk STW und/oder eine andere diesbezügliche Diagnoseeinreichtung gemeldet. Bis eine Reparatur erfolgt ist, sind Manipulationen im Energiebus EB dann zu unterlassen.
- Es ist auch möglich, den Ablauf nur zeitgetriggert ohne explizite Synchronisation zwischen den SND anlaufen zu lassen. Abhängig von der vorherrschenden Stromrichtung öffnet so ein SND nach dem anderen seine Schalter S1, S2. In diesem Falle würde SND1 als Erstes seinen über die Projektierung vordefinierten Zeitslot (Zeitsynchronisation über NTP) erhalten und den "Schalter rechts" öffnen (der Strom fliesst von links nach rechts, also wird dieser Strompfad unterbrochen um die andere Stromrichtung zu prüfen). Als nächstes ist SND 2 dran, und so weiter. Das SND, das von beiden Seiten Strom erhält, öffnet beide Schalter, die SND, in denen der Strom nur von rechts fliesst, öffnen die "Schalter links". Die Unterbruchsdetektion funktioniert analog zum oben beschriebenen Ablauf, ein bereits bestehender Unterbruch führt aber in diesem Fall zu einem kurzen Spannungsunterbruch in den Element Controller Units E, die zwischen dem gerade prüfenden SND und dem Unterbruch liegen. Die Schalter dürfen deshalb in Rahmen der weiter oben gemachten Annahme einer für 20ms sichergestellten Spannungsversorgung nicht länger als 10ms geöffnet bleiben. Zur exakten Lokalisierung des Unterbruchs muss auch der gesamte Energiebus EB durchlaufen werden, jedes SND muss kurz seine Schalter S1 und/oder S2 öffnen. Der Unterbruch wird gemeldet, und auch hier darf keine Manipulation ausser der Reparatur am Energiebus EB erfolgen.
Claims (15)
- System (Sys) zum Versorgen von in einer industriellen Anlage angeordneten dezentralen Funktionseinheiten (E) mit elektrischer Energie, wobei:a) ein übergeordnetes Steuerungssystem (STW) vorgesehen ist, das mit den dezentralen Funktionseinheiten (E) mittels Datentelegrammen Informationen über einen Datenbus (CB, NB1, NB2) austauscht,b) Netzknoteneinheiten (SND) sequentiell zwischen zwei Speisepunkten (PS1, PS2) eines ringartig aufgebauten Energiebusses (EB) angeordnet sind, die den dezentralen Funktionseinheiten (E) den Zugang zu dem Energiebus (EB) und optional auch zum Datenbus (CB, NB1, NB2) bereitstellen,c) die Netzknoteneinheiten (SND) über ein steuerbares Schaltmodul (S) verfügen, das einen ersten Schalter (S1) und einem zweiten Schalter (S2) umfasst, wobei mit den beiden Schaltern (S1, S2) je ein Zugang zu den beiden Speisepunkten (PS1, PS2) schaltbar ist,d) der erste Schalter (S1) und/oder der zweite Schalter (S2) wahlweise offenbar sind und eine am Eingang der Netzknoteneinheit (SND) abfallende Spannung messbar ist; unde) ein Auswertemodul (CPU, SL) vorgesehen ist, das die gemessene Spannung innerhalb einer Netzknoteneinheit (SND) und/oder unter benachbarten Netzknoteneinheiten (SND) auf einen Unterbruch des Energiebusses (EB) und/oder ein fehlerhaftes Schaltmodul (S) hin auswertet.
- System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die für die beiden Eingänge des Energiebusses (EB) in einer Netzknoteneinheit (SND) gemessenen Spannungen derselben Netzknoteneinheit (SND) verglichen werden. - System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die für die zwei Eingänge des Energiebusses (EB) in zwei unmittelbar benachbarten Netzknoteneinheiten (SND) gemessenen Spannungen verglichen werden. - System nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die auf einer Netzknoteneinheit (SND) gemessenen Spannungswerte über den Datenbus (CB) an eine benachbarte Netzknoteneinheit (SND) und/oder das übergeordnete Steuerungssystem (STW) übertragbar sind. - System nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Überwachungszyklus zum sukzessiven und/oder gleichzeitigen Öffnen der beiden Schalter für jede Netzknoteneinheit (SND) im Wege einer sukzessiven Abarbeitung der Netzknoteneinheiten beginnend an einem der beiden Speisepunkte (PS1, PS2) vorgesehen ist. - System nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Überwachungszyklus zum sukzessiven und/oder simultanen Öffnen der beiden Schalter für jede Netzknoteneinheit (SND) im Wege einer sukzessiven Abarbeitung der Netzknoteneinheiten (SND) beginnend an der im Spannungsmittelpunkt des Energiebusses (EB) liegenden Netzknoteneinheit (SND4) und dann in beidseitiger Ausdehnung zu den Speisepunkten (PS1, PS2) hin vorgesehen ist. - System nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Überwachungszyklus periodisch ausgeführt oder durch eine Netzknoteneinheiten (SND) oder durch das übergeordnete Steuerungssystem (STW) angestossen wird. - System nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die industrielle Anlage ein Eisenbahnnetzwerk ist. - System nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels der dezentralen Funktionseinheiten (E) verkehrsüberwachende und verkehrssteuernde Einheiten, wie insbesondere Signale (S), Weichen (W), Achszähler (AC), Gleisstromkreise, punkt- und linienförmige Zugbeeinflussungselemente, steuerbar sind. - Verfahren zum Versorgen von in einer industriellen Anlage angeordneten dezentralen Funktionseinheiten (E) mit elektrischer Energie, wobei:a) ein übergeordnetes Steuerungssystem (STW) vorgesehen ist, das mit den dezentralen Funktionseinheiten (E) mittels Datentelegrammen Informationen über einen Datenbus (CB, NB1, NB2) austauscht,b) Netzknoteneinheiten (SND) sequentiell zwischen zwei Speisepunkten (PS1, PS2) eines ringartig aufgebauten Energiebusses (EB) angeordnet sind, die den dezentralen Funktionseinheiten (E) den Zugang dem Energiebus (EB) und optional auch zu dem Datenbus (CB) bereitstellen,c) die Netzknoteneinheiten (SND) über ein steuerbares Schaltmodul (S) verfügen, das einen ersten Schalter (S1) und einem zweiten Schalter (S2) umfasst, wobei mit den beiden Schaltern (S1, S2) je ein Zugang zu den beiden Speisepunkten (PS1, PS2) geschaltet wird,d) der erste Schalter (S1) und/oder der zweite Schalter (S2) wahlweise geöffnet wird und eine dem Eingang der Netzknoteneinheit (SND) abfallende Spannung gemessen wird; unde) ein Auswertemodul (CPU,SL) vorgesehen ist, das die gemessene Spannung innerhalb einer Netzknoteneinheit (SND) und/oder unter benachbarten Netzknoteneinheiten (SND) auf einen Unterbruch des Energiebusses (EB) und/oder ein fehlerhaftes Schaltmodul (S) hin auswertet.
- Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die für die beiden Eingänge des Energiebusses (EB) in einer Netzknoteneinheit (SND) gemessenen Spannungen derselben Netzknoteneinheit (SND) verglichen werden. - Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die für die zwei Eingänge des Energiebusses (EB) in zwei unmittelbar benachbarten Netzknoteneinheiten (SND) gemessenen Spannungen verglichen werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die auf einer Netzknoteneinheit (SND) gemessenen Spannungswerte über den Datenbus (CB) an eine benachbarte Netzknoteneinheit (SND) und/oder das übergeordnete Steuerungssystem (STW) übertragbar sind. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Überwachungszyklus zum sukzessiven und/oder simultanen Öffnen der beiden Schalter (S1, S2) für jede Netzknoteneinheit (SND) im Wege einer sukzessiven Abarbeitung der Netzknoteneinheiten (SND) beginnend an einem der beiden Speisepunkte (PS1, PS2) vorgesehen ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Überwachungszyklus zum sukzessiven und/oder simultanen Öffnen der beiden Schalter (S1, S2) für jede Netzknoteneinheit (SND) im Wege einer sukzessiven Abarbeitung der Netzknoteneinheiten (SND) beginnend an der im Spannungsmittelpunkt des Energiebusses (EB) liegenden Netzknoteneinheit (SND4) und dann in beidseitiger Ausdehnung zu den Speisepunkten (PS1, PS2) hin vorgesehen ist.
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