DE19736181B4

DE19736181B4 - Einrichtung zur Datenübertragung mit einer Transpondereinheit

Info

Publication number: DE19736181B4
Application number: DE1997136181
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Ette; Andreas Dipl.-Ing. Pancke; Hans Dipl.-Ing. Rehaag; Peter Dipl.-Ing. Schust
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2017-08-14
Also published as: DE19736181A1

Abstract

Einrichtung zur Datenübertragung zwischen einem ortsfesten Objekt und einem relativ hierzu bewegbaren Objekt unter Benutzung einer Transpondereinheit (10) und einer Sende- und Empfangseinheit (1),
wobei das ortsfeste Objekt eine Auslöseeinheit (8) eines Leistungsschalters (24) und die Transpondereinheit (10) mit der Auslöseeinheit (8) verbunden ist,
wobei die Sende- und Empfangseinheit (1) als Transponder neben Daten auch elektrische Energie überträgt, und
wobei die Auslöseeinheit (8) einen Schreib-Lesespeicher (20) enthält, in dem für den Betrieb der Auslöseeinheit (8) Daten abgelegt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sende- und Empfangseinheit (1) den Schreib-Lesespeicher (20) zur Datenübertragung über eine durch die Transpondereinheit (10) zu speisende Energieversorgungseinheit (21) mit der benötigten Betriebsenergie versorgt, wenn die Auslöseeinheit (8) selbst nicht mit Energie versorgt ist, und
daß der Schreib-Lesespeicher (20) durch die Transpondereinheit (10) adressierbar, d. h. mittels der Transpondereinheit (10) auslesbar und änderbar, ist.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter und steht mit der Parametrierung bzw. Programmierung von Schutzeinrichtungen in Verbindung, die Schaltgerätekombinationen oder Leistungsschaltern zugeordnet sind. Sofern nicht von der einfachsten Möglichkeit Gebrauch gemacht wird, die Schutzparameter einer Schutz- oder Auslöseeinheit an dieser selbst mittels hierfür vorgesehener Einstellorgane wie Drehknöpfe oder Kodierschalter zu wählen, stehen für den genannten Zweck Fernsteuersysteme zur Verfügung, die sowohl als Vorort-Bediensystem ( DE 44 45 079 A1 ) ausgebildet oder als übergeordnete Netzwerksteuerung ausgebildet sein können.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Datenübertragung bestehend aus einer mit einem Schreib-Lesespeicher versehenen ortsfesten Auslöseeinheit eines Leistungsschalters, einem Speicher- und Steuerschaltkreis, in dem für den Betrieb der Auslöseeinheit betreffende Daten gespeichert sind, und einem relativ zu der ortsfesten Auslöseeinheit bewegbaren Schreib-Lesegerät zum Auslesen und Ändern der in dem Speicher- und Steuerschaltkreis gespeicherten Daten, bei der der Schreib-Lesespeicher zum Datenaustausch mit dem Speicher- und Steuerschaltkreis verbunden ist.
Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der nachveröffentlichten Druckschrift DE 196 13 027 A1 bekannt, bei der der Speicher- und Steuerschaltkreis – in Form einer mit einem Schreib-Lesespeicher, einem Lesespeicher und einem beschreibbaren und löschbaren Programmspeicher versehene Mikroprozessoreinheit – in dem Schreib-Lesegerät – in Form eines Handbediengerätes – enthalten ist.
Eine Eigenschaft aller dieser Systeme besteht darin, daß sich die Schutz- oder Auslöseeinheit in einem aktivierten Zustand befinden muß, d. h. der Auslöseeinheit muß die zu ihrem Betrieb erforderliche Energie zugeführt werden. Dies ist bei den erwähnten Ausrüstungen in der Regel nur dann der Fall, wenn sie mit dem speisenden Netz verbunden sind. Darüber hinaus ist es bei den am häufigsten eingesetzten Auslöseeinheiten erforderlich, daß über die Hauptstrombahnen der erwähnten Ausrüstungen ein ausreichender Strom fließt, um mittels der Stromwandler eine Hilfsenergie zum Betrieb der Auslöseeinheit zu gewinnen. Daher ist es in der Regel nicht möglich, eine Änderung von Parametern oder anderen Eigenschaftswerten vorzunehmen, wenn die Ausrüstung nicht mit dem speisenden Netz verbunden ist bzw. sich außerhalb einer Schaltanlage befindet. Durch die Erfindung soll diese Beschränkung behoben werden.
Gemäß der Erfindung wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Speicher- und Steuerschaltkreis in einer in der Auslöseeinheit befindlichen Transpondereinheit enthalten ist und dass das Schreib-Lesegerät und die Transpondereinheit jeweils eine Antenne zum Senden und Empfangen von Daten aufweist.
Die Erfindung stellt für den Benutzer der genannten Schaltgeräte und Schaltanlagen eine erhebliche Erleichterung dar, weil der bisher zum Datenaustausch mit den Auslöseeinheiten der Schaltgeräte erforderliche Aufwand entfällt. Insbesondere können Daten aus der Auslöseeinheit abgefragt und in der Auslöseeinheit hinterlegt werden, ohne zuvor die Auslöseeinheit durch Zuführung einer Hilfsenergie zu aktivieren. Daher wird die Einrichtung und betriebliche Unterhaltung von Schaltgeräten und Schaltanlagen bedeutend erleichtert.
Bekannte, beispielsweise zur Warensicherung oder Identifizierung von Gegenständen eingesetzte Transpondereinheiten (vgl. US 5 557 280 , 5 537 105 , 5 532 686 und 5547 461 ) enthalten im wesentlichen eine Empfangsspule sowie eine Verarbeitungs- und Speicherschaltung, die aus der Empfangsspule sowohl mit einer Betriebsenergie als auch mit übertragenen Signalen versorgt wird. Durch die Erfindung werden in vorteilhafter Weise, Transpondereinheiten in der Technik der elektrischen Energieverteilung anwendbar und insbesondere für Schaltanlagen und in diesen benutzte Ausrüstungen wie Schaltgerätekombinationen und Leistungsschalter nutzbar gemacht.
Die Erfindung ist vorteilhaft in der Weise zu verwirklichen, daß dem Schreib-Lesespeicher der Auslöseeinheit eine durch die Transpondereinheit zu speisende Energieversorgungseinheit zugeordnet ist. Eine Hilfsenergiequelle wird dadurch vollständig vermieden. Dieser Anordnung kommt es entgegen, daß in der Regel die Auslöseeinheit von Leistungsschaltern wenigstens mit einer Teilfläche an der Frontseite des Leistungsschalters zugänglich ist und daher eine ungehinderte Einwirkung der zur Datenübertragung einsetzten Magnetfelder gewährleistet ist.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften sind dadurch zu erzielen, daß eine weitere Transpondereinheit in dem Leistungsschalter angeordnet ist, daß in der weiteren Transpondereinheit den Leistungsschalter betreffende Daten gespeichert sind. Hierdurch wird erreicht, daß in dem Leistungsschalter problemlos Daten auch dann hinterlegt werden können, wenn die Auslöseeinheit – gleichgültig ob beabsichtigt oder zufällig – nicht im Leistungsschalter eingebaut ist. Ferner kann durch Vergleich mit den Daten in der Transpondereinheit des Leistungsschalters verhindert werden, daß die Auslöseeinheit auf unzulässige Auslöseparameter eingestellt wird.
Es erweist sich in diesem Zusammenhang als zweckmäßig, für einen Datenaustausch zwischen der mit dem Leistungsschalter verbundenen Transpondereinheit und der in der Auslöseeinheit befindlichen Transpondereinheit eine galvanische Verbindungseinrichtung vorzusehen. Dies kann durch die Steckvorrichtungen geschehen, die zur Verbindung von Auslöseeinheiten und Leistungsschaltern gebräuchlich sind.
In Schaltanlagen mit einschiebbaren Schaltgerätekombinationen oder Leistungsschaltern ( DE 43 13 661 A1 , DE 44 20 582 C2 ) ist es wesentlich, daß in eine Schaltzelle bzw. einen Einschubrahmen nur ein Schaltgerät mit dem zugeordneten Verbraucher angepaßten Betriebsdaten eingesetzt werden kann. Hierzu ist es bereits bekannt, mechanische Kodierungen vorzusehen, die eine Sperre gegen das Einschieben bzw. Einfahren eines Schaltgerätes mit nicht dem Verbraucher entsprechenden Eigenschaften darstellen. Im Rahmen der Erfindung ist die gleiche Schutzwirkung durch eine mit dem betreffenden Einschubrahmen bzw. dem ortsfesten Teil der Schaltzelle verbundene Transpondereinheit zu erreichen, in deren Speichereinheit ein dem zugehörigen Verbraucher zugeordneter Datensatz abgelegt ist. Wird nun ein Schaltgerät in die Schaltzelle bzw. den Einschubrahmen eingebracht, dessen Leistungsdaten nicht den Anforderungen gemäß den in der ortsfesten Transpondereinheit gespeicherten Daten entsprechen, so kann das betreffende Schaltgerät nicht in Betrieb genommen werden und es erfolgt eine Fehlermeldung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die 1 veranschaulicht das grundsätzliche Zusammenwirken eines Schreib-Lesegerätes einer Transpondereinheit und einer Auslöseeinheit.
In der 2 ist schematisch die Anordnung von Transpondereinheiten in einer Schaltanlage dargestellt.
In der 1 sind in der Form eines Blockschaltbildes die für die Erfindung wesentlichen Elemente hinsichtlich ihres prinzipiellen Aufbaus und ihres Zusammenwirkens dargestellt. Mit 1 ist ein Schreib-Lesegerät mit einer Sende- und Empfangseinheit bezeichnet, das Bedienungsfelder 2 und 3 für das Senden und Empfangen von Daten aufweist. Die eigentliche Sende- und Empfangseinheit ist in bekannter Weise als Antenne 4 ausgebildet, die als Schwingkreis aus einer Induktivität 5 und einer Kapazität 6 veranschaulicht ist. Zum Senden von Daten wird die Antenne 4 durch einen Generator 7 angeregt, der durch das Bedienfeld 2 gesteuert ist. Die Bestandteile des Schreib-Lesegerätes 1 sind lediglich schematisch dargestellt, da die für ihrem Betrieb geeigneten Modulations-, Codierungs- und Sendeverfahren in der Technik der Transponder allgemein bekannt sind und daher im vorliegenden Zusammenhang von einer näheren Beschreibung abgesehen werden kann.
Mit einer Auslöseeinheit 8 eines in der 1 nicht gezeigten Leistungsschalters ist eine Transpondereinheit 10 verbunden. Die Transpondereinheit 10 enthält gleichfalls eine Antenne 11, die wiederum als Schwingkreis aus einer Induktivität 12 und einer Kapazität 13 dargestellt ist. Ferner ist ein Speicher- und Steuerschaltkreis 14 vorgesehen, der die Antenne 11 mittels einer Transistorschaltung 15 beaufschlagt.
Mit der Antenne 11 steht außerdem eine Energieversorgungsschaltung 16 in Verbindung, die in vereinfachter Darstellung eine Gleichrichterbrückenschaltung 17 und einen Speicherkondensator 18 umfaßt. Die Energieversorgungsschaltung 16 versorgt sowohl den Steuerschaltkreis 14 als auch einen Schreib-Lesespeicher 20 in der Auslöseeinheit 8 mit der benötigten Betriebsenergie. Hierzu ist in der Auslöseeinheit 8 eine Energieversorgungseinheit 21 vorgesehen. Als Schreib-Lesespeicher 20 in der Auslöseeinheit 8 kann zweckmäßig ein Mikrocontroller eingesetzt werden. Die Betriebsenergie eines solchen Bauelementes, die zum Auslesen und zum Speichern von Daten benötigt wird, ist außerordentlich gering und kann daher in der beschriebenen Weise aus der Transpondereinheit 10 bereitgestellt werden. Der Datenaustausch zwischen dem Speicher- und Steuerschaltkreis 14 und dem Schreib-Lesespeicher 20 ist durch einen Doppelpfeil 22 veranschaulicht.
Die Anordnung der Auslöseeinheit 8 und der Transpondereinheit 10 geht schematisch aus der 2 hervor. Ein in der 2 gezeigter Einschubrahmen 23 kann als Bestandteil einer Energieversorgungsanlage in einen Schaltschrank oder eine mehrfeldrige Schaltanlage eingebaut sein. In dem Einschubrahmen 23 befindet sich ein Leistungsschalter 24, der die Auslöseeinheit 8 mit der darin befindlichen Transpondereinheit 10 enthält. Zwei weitere Transpondereinheiten 25 und 26 ergänzen die Anordnung gemäß der 1 zu einem umfassenden Sicherheits- und Überwachungssystem zum Schutz gegen eine Reihe möglicher Fehlbedienungen. Hierzu ist die Transpondereinheit 25 mit dem Leistungsschalter 24 verbunden und stellt Daten bereit, die das Zusammenwirken von Leistungsschalter 24 und Auslöseeinheit 8 betreffen.
Insbesondere kann die Transpondereinheit 25 als Träger von Daten über den Bemessungsstrom des Leistungsschalters 24 ausgebildet sein. Mit Rücksicht auf die räumliche Nähe der Transpondereinheit 25 zu der Auslöseeinheit 8 ist eine direkt (galvanische) Verbindungseinrichtung 27 vorgesehen, die insbesondere als Bestandteil einer für den Einbau der Auslöseeinheit 8 in den Leistungsschalter 24 ohnehin vorgesehenen Steckvorrichtung ausgebildet sein kann.
Die verbleibende Transpondereinheit 26 ist mit dem Einschubrahmen 23 verbunden und dient als Speicher von Daten, die das Zusammenwirken des Leistungsschalters 24 mit einem angeschlossenen Verbraucherstromkreis betreffen. Durch ein Symbol 30 für einen Sende- bzw. Empfangsvorgang ist angedeutet, daß die Transpondereinheiten 26 und 10 drahtlos miteinander in Verbindung treten können, was im Hinblick auf die herausnehmbare Anordnung des Leistungsschalters 24 vorteilhaft ist.
Die Transpondereinheiten 25 und 26 sind ebenso wie die in der Auslöseeinheit 8 befindliche Transpondereinheit 10 durch das Schreib-Lesegerät 1 adressierbar. Hierdurch sind nicht nur in den betreffenden Transpondereinheiten gespeicherte Daten zur Prüfung auslesbar, sondern nach Prüfung einer Zugangsberechtigung auch veränderbar. Auf diese Weise ist die Konfigurierung einer Schaltanlage hinsichtlich aller relevanten Daten, wie Bemessungsstrom und sämtliche Aus löseparameter, ohne Verbindung der betroffenen Komponenten mit einem speisenden Netz einstellbar.

Claims

Einrichtung zur Datenübertragung zwischen einem ortsfesten Objekt und einem relativ hierzu bewegbaren Objekt unter Benutzung einer Transpondereinheit (10) und einer Sende- und Empfangseinheit (1), wobei das ortsfeste Objekt eine Auslöseeinheit (8) eines Leistungsschalters (24) und die Transpondereinheit (10) mit der Auslöseeinheit (8) verbunden ist, wobei die Sende- und Empfangseinheit (1) als Transponder neben Daten auch elektrische Energie überträgt, und wobei die Auslöseeinheit (8) einen Schreib-Lesespeicher (20) enthält, in dem für den Betrieb der Auslöseeinheit (8) Daten abgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und Empfangseinheit (1) den Schreib-Lesespeicher (20) zur Datenübertragung über eine durch die Transpondereinheit (10) zu speisende Energieversorgungseinheit (21) mit der benötigten Betriebsenergie versorgt, wenn die Auslöseeinheit (8) selbst nicht mit Energie versorgt ist, und daß der Schreib-Lesespeicher (20) durch die Transpondereinheit (10) adressierbar, d. h. mittels der Transpondereinheit (10) auslesbar und änderbar, ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transpondereinheit (10) zum Auslesen und Ändern der Daten einen Speicher- und Steuerschaltkreis (14) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Transpondereinheit (25) in dem Leistungsschalter (24) angeordnet ist und daß in der weiteren Transpondereinheit (25) den Leistungsschalter (24) betreffende Daten gespeichert sind.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Datenaustausch zwischen der mit dem Leistungsschalter (24) verbundenen Transpondereinheit (25) und der in der Auslöseeinheit (8) befindlichen Transpondereinheit (10) eine galvanische Verbindungseinrichtung (27) vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Leistungsschalter (24) aufnehmender Einschubrahmen (23) gleichfalls mit einer Transpondereinheit (26) versehen ist und daß in dieser Transpondereinheit (26) Daten einer den Einschubrahmen (23) aufnehmenden Schaltanlage gespeichert sind.