CN102998524B - 监视电气设备或设施的装置和方法及有该装置的电气设施 - Google Patents

Abstract

本发明公开了监视电气设备或设施的装置和方法及有该装置的电气设施。所述装置包括监视模块，所述监视模块包括连接至少一个输入或者输出的连接器。监视模块包括连接至所述至少一个输入或者输出的至少一个内部开关电路。所述装置包括集中器(9)，所述集中器包括将输入输出连接至监视模块(1、2、3、38)的输入输出连接器，处理所述输入输出的信息的处理器件(11)和相对于所述输入输出进行数据通信的通信电路(12)。处理电路(11)能够处理或者报告所述集中器(9)的每个输入输出的状态。所述监视模块(1、2、3、38)的连接器(4)和所述集中器(9)的连接器(10)是相同类型的标准连接器。所述方法进行这种装置或者设施的测试。

Description

监视电气设备或设施的装置和方法及有该装置的电气设施

技术领域

本发明涉及一种用于监视电气设备或者设施的装置，其包括至少一个监视模块，所述至少一个监视模块包括用于连接至少一个输入或者输出的连接器，所述监视模块包括连接至所述至少一个输入或者输出的至少一个内部开关电路。

本发明还涉及一种电气设施，其包括至少一个电气面板或者机壳、至少一个电气设备、至少一个监视模块。

本发明还涉及一种用于监视包括至少一个监视模块、至少一个集中器和本地监控器或者计算机的电气设备或者设施的方法。

背景技术

现有技术的电气设备或者设施的监视装置包括在电气面板中配置有螺丝端子的集中器。这涉及集中器与复杂电气设备之间的线对线敷设电缆。由于机壳中集中器与待监视或者控制的电气设备之间的可能间距，复杂的线对线敷设电缆是长的。在这些装置中，由于布线密度和显现机壳的结构的困难，频繁出现布线错误。

发明内容

本发明的目的是提供允许电气设施的快速且可靠的布线的监视装置和方法。

根据本发明的用于电气设备或者设施的监视装置包括至少一个监视模块，所述至少一个监视模块包括用于连接至少一个输入或者输出的连接器，所述监视模块包括连接至所述至少一个输入或者输出的至少一个内部开关电路，所述监视装置包括集中器，所述集中器包括将输入输出连接至所述至少一个监视模块的输入输出连接器、处理所述输入输出的数据的处理器件和相对于所述输入输出进行数据通信的通信电路，所述处理电路能够处理或者报告所述集中器的每个输入输出的状态。

所述监视模块的连接器和所述集中器的连接器优选是相同类型的标准连接器。

根据一个优选实施例，所述装置包括位于至少一个监视模块的连接器与所述集中器的输入输出连接器之间的至少一个电连接件，所述连接件包括基准线、电源线、集中器连接器的第一输入线、所述集中器连接器的第二输入线、以及所述集中器连接器的输出线。

有利地，至少一个监视模块与模块式电气设备相关联，以向所述集中器发送所述电气设备的状态，或者从所述集中器接收用于致动所述电气设备的致动指令。

有利地，至少一个监视模块是自主监视模块，用于发送来自所述模块内或者外的物理量传感器的数据或者状态。

在一特定实施例中，所述自主监视模块包括电能测量和计算器件，以发射代表电能的脉冲，所述脉冲是通过闭合一公用线或者电源线与所述集中器的输入输出连接器的输入线之间的电路而实现的。

有利地，所述集中器的所述处理电路接收脉冲，并将单位时间的若干脉冲转换成电能值，以经由电力系统发送。

优选地，所述集中器呈长形形状，并且设计成装配在呈用于模块式器材物品的导轨的形式的支承件的行之间。

它优选包括用于支承所述集中器的支承器件，所述支承器件设计成装配到模块式器材支承导轨上。

有利地，所述集中器包括所述集中器连接器的每个输入输出的识别器件和寻址器件。

根据本发明包括至少一个电气面板或者机壳、至少一个电气设备、至少一个监视模块的电气设施，包括以上限定出的至少一个监视装置，所述至少一个监视装置包括在其上连接监视模块的至少一个集中器。

所述设施优选包括在网络中与至少一个集中器连接的监控器。

根据本发明的用于监视包括至少一个监视模块、至少一个集中器和一个监控器或者本地计算机的电气设备或者设施的方法，包括测试阶段，所述测试阶段包括：

-致动监视模块，

-通过集中器绘制和发送通信帧，包括识别

-集中器的地址，

-集中器的接触块，

-所述接触块的输入或者输出，和

-所述输入或者输出的状态或者状态的改变，

-在所述监控器或者本地计算机中关联与预先记录在所述监控器或者本地计算机的表格中的设备类型相对应的接触块的所述被致动的输入或者输出，和

-存储所述监视模块的致动和识别属性。

根据第一替代实施例，所述方法包括编辑测试报告，所述测试报告包括识别属性的和监视模块的致动的组。

根据第一替代实施例，所述方法包括编辑布线图，所述布线图包括识别属性的和监视模块的致动的组。

附图说明

其他优点和特征将在以下对只作为非限制性示例目的而给出并表示在附图中的本发明的特定实施例的描述中变得更加清楚明了，附图中：

-图1示出了根据本发明一个实施例的电气设备或者设施的监视装置的图；

-图2示出了根据本发明一个实施例的监视装置，显示了模块的配置；

-图3示出了包括根据本发明一个实施例的装置的设施的全局图；

-图4示出了包括根据本发明一个实施例的监视装置的设施；

-图5示出了根据本发明一个实施例的电气设备或者设施的监视装置的集中器的视图；

-图6示出了根据本发明一个实施例的监视装置的视图；

-图7示出了根据本发明的一种方法的流程图。

具体实施方式

用于监视电气设备或者设施的装置包括至少一个监视模块，所述至少一个监视模块包括用于连接至少一个输入或者输出的连接器，所述监视模块包括连接至所述至少一个输入或者输出的至少一个内部开关电路。

在图1的实施例中，监视模块1、2和3分别包括连接器4A、4B、4C，它们以内部方式连接至比如电触头5、6、7等开关电路或者能够开闭电路的半导体8。根据图1的本发明一个实施例的装置包括集中器9，所述集中器9包括将输入输出连接至所述监视模块1、2、3的输入输出连接器10A、10B、10C。处理电路11处理所述输入输出的数据，而通信电路12相对于输入输出进行数据通信。处理电路因此能够处理或者报告集中器的每个输入输出的状态。

有利地，模块1、2、3的连接器4A、4B或4C和集中器9的连接器10A、10B、10C是相同类型的标准连接器。集中器和模块因此包括相同类型的连接器。它们通过允许快速均匀布线的相同类型的连接件或者线缆彼此连接。

监视装置包括连接在模块1、2、3的连接器4A、4B或4C与集中器9的输入输出连接器10A、10B、10C之间的电连接件13。连接件13包括基准线(reference line)0、电源线14、集中器连接器的第一输入线15、集中器连接器的第二输入线16和集中器连接器10A的输出线17。该线的导体是将集中器连接器当作基准来表示的。

将监视模块的连接器当作基准，连接器之间的连接件优选包括从模块向集中器给予信息的两个输出15和16，从集中器向模块给予信息的输入17，以及其中一个起基准0的作用的两个电源线0和14。这两条线之间的电源优选为24V直流。电源通过供给处理电路和集中器的这组连接器的电源电路18提供。

监视模块可以与模块式电气设备19相关联，以向集中器发送所述电气设备的状态，或者从所述集中器接收致动所述电气设备的致动指令。模块1与比如电路分断器等电气设备19相关联，以在电气故障时发送代表断开或者闭合状态的信号。在该情况下，与电路分断器脱扣装置机械地连接的开关5可以在其闭合时向导体15发送电气故障时断开的信息，而与电路分断器的电触头机械地连接的开关6可以在其闭合时向导体16发送手动或者自动指令时断开的信息。模块2与比如接触器或者继电器等电气设备20相关联，以发送代表断开或闭合状态的信号，或者接收支配指令。与接触器的电触头机械地连接的开关7可以向导体15发送主触头断开的信息。在连接件的线17上，一支配指令可以经由连接器10从集中器传来，以支配接触器的断开或者闭合。局部控制电路21处理支配指令，以支配接触器的线圈22。线圈的支配指令也可以经由端子23或24到达线圈22或者局部控制电路21。监视模块因此可以是辅助电路分断器或者开关模块，接触器的模块式遥控设备，继电器，遥控开关，受控开关或者受控电路分断器。

监视模块可以是自主的(autonomous)，用于发送所述模块内或者外的物理量的传感器的状态或者关于状态的信息。自主监视模块3包括用于测量和计算电能的器件，以发送代表电能的脉冲。在该情况下，脉冲是通过闭合公用线0或电源线14与输入输出集中器9的连接器10C的输入线15、16之间的电路来实现的。在图1的实施例中，在每个脉冲处，半导体8闭合线14和15之间的开关电路。脉冲的每个开始之间的时间代表由电导体26分配的电能，一局部处理电路25从导体26接收电流和电压信号并计算电能以确定脉冲的持续时间或者频率。这种模块也可以发送其它电气量，比如电流、电压、相位、功率或者功率因数。自主监视模块3可以具有两个测量通道，并在线15上发送代表第一电能的第一脉冲，而在线16上发送代表第二电能的第二脉冲。在该情况下，在线14与线16之间连接有第二半导体。集中器的处理电路11接收脉冲，并将单位时间的若干脉冲转换成电能值。转换值是由从监控器或者本地计算机设定的参数供给的。

自主监视模块也可以是比如光或者温度等物理量的传感器或者位置传感器。

图1的集中器包括寻址器件(addressing means)27，以区分连接至同一监控器的每个集中器。集中器的连接器10A、10B、10C的每个输入输出被进一步识别，以在通信帧(communication frame)中发送。

图2示出了根据本发明一个实施例的监视装置，示出了各模块和一集中器的配置。模块配置在一导轨上。集中器配置成相对于配置在导轨上的模块平行。模块的和集中器的连接器优选大致彼此面对，以减小连接导线13的长度和设施的布线密度。

图3示出了一设施的全局图，该设施包括具有包括集中器9的3个模块的装置。在该图中，集中器由若干集中器公用的中心电源18A供电。该电源有利地是24伏特直流或者整流过的电源。该电源被分配在集中器的连接器上，以供给或者偏置监视模块。在该图中，每个集中器9的通信电路12包括两个通信连接器28，以允许通信电路的链式布线29。这些连接器例如是RJ45类型的。

图4示出了包括根据本发明一个实施例的监视装置的设施。该设施包括接收配置在支承导轨32上的模块式电气设备31的电气面板或者机壳30。集中器9为长形形状，并且设计成装配在呈用于模块式器材的导轨的形式的各行支承件之间。监视模块1、2、3也配置在导轨32上，并连接至集中器。集中器优选由固定到导轨32上的机械支承件33支承。该电气设施还包括作为网络29与集中器模块9连接的监控器34。

集中器9将例如ModBus SL或者其它类型(TCP、LON、KNX、Ethernet、CAN、…)的通信网络29或者线上的电气器材的输入/输出的状态和特性通信至监控器34。集中器还可以包括直接地连接至便携式计算机的USB端口，并例如经由网络从模块发送信息。连接器的连接的测试因此可以在连接于集中器9的网络连接上的便携式计算机上进行。这样，甚至能够在不用物理触及监视模块的连接器的情况下进行测试。

在该图4中，模块式器材单元在具有监视模块的对称导轨上在若干行上装配于电气机壳中。集中器9配置在器材单元的和监视模块的每条线上方，以便尽可能靠近，并且限制导线的长度。

图5示出了根据本发明一个实施例的集中器9的视图。该长形形状的集中器包括11个输入输出连接器10，以便能够借助于标准连接件连接11个监视模块。它包括：24伏特类型的电源连接器35，将不同地址归于集中器中的每一个的比如拇指轮等寻址器件27，以及网络通信连接器36。

图6示出了根据本发明一个实施例的监视装置的完全视图。在该图中，装置包括用于支承和固定集中器9的支承件33。支承件33设计成固定到模块式电气器材单元的支承导轨32上。在该情况下，支承件33呈系带支脚的形状，其从而允许支承件得到固定，并且起着用于线缆的线套的作用。呈系带支脚形式的支承件可以借助于配件固定到任何类型的单轮廓或者双轮廓铝质或者钢质导轨上。

根据本发明实施例的监视装置允许电工简化布线，防止错误的风险，并且避免线套中的复杂布线路径。电工不必对集中器编程，他仅需通过调节两个选择开关来归属(attribute)集中器的地址，并连接集中器与监视模块1、2、3、37之间的连接件13。布线能够在没有布线图的情况下进行，因为能够在以后在监控器中通过从预定表格中选择来进行功能的归属。电气布线图可以进一步在功能已被归属后自动地生成。

图6示出了相当短的连接件13，以限制布线量。其连接件由标准的线缆制成。线缆还可以具有其它长度，以将监视模块连接至定位得较远或者定位在其它行上的集中器。例如，集中器可以水平地或者垂直地装配在例如鞘套中，以便能够在监视模块的数量比电气器材单元的数量少时分配若干行。优选地，线缆连接器是从铸造模制的，具有绝缘外壳，以保证它们的连接件与其它电气器材连接件之间的爬电距离和标准的安装。

图7示出了根据本发明的一种方法的流程图。用于监视包括至少一个监视模块、至少一个集中器和一个监控器的电气设备或者设施的方法，包括测试阶段。在该测试阶段中，步骤40开始定义监视模块和/或与监视模块相关联的电气设备与具体化为输入输出连接器10的集中器的通道之间的连结。步骤41定制电气设备和监视模块的名称。

当进行电气设备的和监视模块的测试时，在步骤42中进行模块的致动。然后步骤43通过集中器进行通信帧的绘制和发送，包括集中器的地址的、集中器的接触块的、所述接触块的输入或者输出的、和所述输入或者输出的状态或者状态改变的识别。帧上的信息然后显示在计算机监视器上。当计算机在步骤44处发送致动指令时，步骤45检查监视模块和/或相关联的电气设备是否适时地接收和执行了指令。步骤46进行与预先记录在所述监控器的表格中的设备类型相对应的接触块的或者所述被致动输入或输出的监控器中的关联。然后步骤47存储识别属性的和监视模块的致动。

根据本发明的第一特定实施例，所述方法包括编辑测试报告的步骤48，所述测试报告包括识别属性的和监视模块的致动的组。

根据本发明的第二特定实施例，所述方法包括编辑布线图的步骤49，所述布线图包括识别属性的和监视模块的致动的组。

步骤50允许安装的详情和特性得到记录和存储。

当安装和测试完成时，集中器可以与形成设施的一部分的监控器通信，或者与例如便携式计算机等临时连接于网络的计算机通信。在该情况下，数据于是被记录在监控器中，以确保设施的操作。

Claims (14)

1.一种用于监视电气设备或者设施(19、20)的装置，包括至少一个监视模块，所述至少一个监视模块包括用于连接至少一个输入或者输出的连接器，所述监视模块包括连接至所述至少一个输入或者输出的至少一个内部开关电路，

其特征在于，所述装置包括集中器(9)，所述集中器(9)包括用于将输入输出连接至所述至少一个监视模块(1、2、3、38)的输入输出连接器(10、10A、10B、10C)，用于处理所述输入输出的信息的处理器件(11)和用于相对于所述输入输出进行数据通信的通信电路(12)，所述处理电路(11)能够处理或者报告所述集中器(9)的每个输入输出的状态，所述装置包括在网络(29)中与至少一个集中器(9)连接的监控器(34)，在所述监控器中关联与预先记录在所述监控器的表格中的设备类型相对应的集中器的接触块的被致动的输入或者输出。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监视模块(1、2、3、38)的连接器(4、4A、4B、4C)和所述集中器(9)的连接器(10、10A、10B、10C)是相同类型的标准连接器。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，它包括位于至少一个监视模块(1、2、3、38)的连接器(4A、4B、4C)与所述集中器(9)的输入输出连接器(10、10A、10B、10C)之间的至少一个电连接件(13)，所述连接件包括基准线(0)、电源线(14)、集中器连接器的第一输入线(15)、所述集中器连接器的第二输入线(16)、以及所述集中器连接器的输出线(17)。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个监视模块(1、2)与模块式电气设备(19、20)相关联，以向所述集中器(9)发送所述电气设备的状态，或者从所述集中器接收用于致动所述电气设备的致动指令。

5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个监视模块(3)是自主监视模块，用于发送所述模块内或外的物理量的传感器的状态或者状态的信息。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述自主监视模块(3)包括用于测量和计算电能的器件，以发射代表电能的脉冲，所述脉冲是通过闭合一基准线(0)或者电源线(14)与所述集中器(9)的输入输出连接器的输入线(15、16)之间的电路(8)而实现的。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述集中器(9)的所述处理电路(11)接收脉冲，并将单位时间的若干脉冲转换成电能值，以经由网络发送。

8.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述集中器(9)呈长形形状，并且设计成装配在呈用于模块式器材单元的导轨形式的各行支承件(32)之间。

9.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，它包括用于支承所述集中器(9)的支承器件(33)，所述支承器件设计成固定到模块式电气器材单元的支承导轨(32)上。

10.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述集中器(9)包括所述集中器连接器的每个输入输出的识别器件和寻址器件(27)。

11.一种电气设施，包括至少一个电气面板或者机壳(30)，至少一个电气设备(19、20)，至少一个监视模块(1、2、3)，其特征在于，它包括至少一个如权利要求1-10中任一项所述的监视装置，所述监视装置包括监视模块(1、2、3、38)连接在其上的至少一个集中器(9)。

12.一种用于监视包括至少一个监视模块、至少一个集中器和一个监控器或者本地计算机的电气设备或者设施的方法，其特征在于，它包括测试阶段，所述测试阶段包括：

-致动(42)监视模块，

-通过集中器绘制(43)和发送通信帧，包括识别

-集中器的地址，

-集中器的接触块，

-所述接触块的输入或者输出，和

-所述输入或者输出的状态或者状态的改变，

-在所述监控器或者本地计算机中关联(46)与预先记录在所述监控器或者本地计算机的表格中的设备类型相对应的接触块的所述被致动的输入或者输出，和

-存储(47)所述监视模块的致动和识别属性。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，它包括编辑(48)测试报告，所述测试报告包括识别属性的和监视模块的致动的组。

14.如权利要求12或13中任一项所述的方法，其特征在于，它包括编辑(49)布线图，所述布线图包括识别属性的和监视模块的致动的组。