CN106664019A - 具有网络接口的开关电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种开关电源（1），其具有多个输出通道（3、4、5、6）和一个用于连接到通信网络（10）上的网络接口（8），其中，所述开关电源（1）包括所谓的实时以太网控制器（9），所述实时以太网控制器（9）与开关电源（1）的控制装置（7）连接，而且被设立为网络服务器，使得通过所述网络接口（8）实时地能设定和/或能显示所述开关电源（1）的多个运行参数。以这种方式，所述开关电源（1）通过通信网络（10）是可配置的并且是可监控的，其中，保证了对配置的改变立即生效。

Description

具有网络接口的开关电源
技术领域
本发明涉及一种具有多个输出通道和一个用于连接到通信网络上的网络接口（Web-Schnittstelle）的开关电源（Schaltnetzteil），以及一种用于运行该开关电源的方法。
背景技术
使用具有多个输出通道的开关电源，以便同时给不同的耗电器供电。在此，每个输出通道常常可借助于电位器或者DIP开关单独地来设定。
从US 2010/0039043 A1公知一种具有多个输出通道的开关电源，该开关电源包括用于连接到通信网络上的网络接口。通过该网络接口，可以针对每个输出通道进行设定。具体来说，给灯光系统供应所描述的开关电源，其中借助于网络接口可规定不同的照明方案。
在自动化领域中的工业应用的情况下，对开关电源提出特别的要求。例如，灵活的配置是必要的，以便即使在工业设施的改建（Umbauten）之后也保证可靠的供电。
失灵安全性也在工业应用中特别重要。这样，常常必要的是：迅速地对干扰做出反应，以便在设施之内避免后续损坏（Folgeschaeden）。在此，必须及早识别故障。
发明内容
因此，本发明所基于的任务在于：针对在开头所提到的类型的开关电源说明相对于现有技术的尤其是对于在工业设施中的应用的改进。
按照本发明，该任务通过按照权利要求1所述的开关电源和按照权利要求14所述的方法来解决。改进方案可从从属权利要求得知。
在此，该开关电源包括所谓的实时以太网控制器（Real-Time-Ethernet-Controller），所述实时以太网控制器与开关电源的控制装置（Steuerung）相连并且被设立为网络服务器（Web-server），使得通过网络接口实时地可设定和/或可显示该开关电源的多个运行参数。以这种方式，该开关电源通过通信网络是可配置的并且是可监控的，其中保证了对配置的改变立即生效。此外，在没有延迟的情况下将故障报告给中央单元（zentraleStelle），以便实行必需的措施。这种措施例如可以是：有针对性地切断设施部件，以便避免后续损坏。因为实时以太网控制器被设立为网络服务器，所以借助于网络浏览器（Web-Browser）来实现与开关电源的通信。网络浏览器例如被安装在计算机中，该计算机被连接到通信网络上。该计算机构成中央单元，从该中央单元开始可配置并且可监控一个按照本发明的开关电源或者多个按照本发明的开关电源。为了满足该功能，除了网络浏览器之外，其它的软件都是不必要的。
本发明的一扩展方案规定：实时以太网控制器被设立用于具有时钟同步性的数据传输。在这种被同步的通信（实时类（Real-Time Class）3）中，根据具有最高精确度（与总线周期的开始的最大允许偏差是1μs）的准确的、在设施工程设计中规定的顺序来实现对过程数据的发送。所述被优化的数据传输也被称作IRT功能性（等步实时（Isochronous Real-Time）或者时钟同步性）。在此，不发生等待时间。
在本发明的一有利的实现形式中，至少一个输入电压和至少一个输入电流可被显示为运行参数，而且针对每个输出通道都可设定和/或可显示输出电压和电流极限（Stromlimit）。通过网络接口，这种开关电源可灵活地与被改变的设施部件适配。在此，通过进行供电的电网并且根据被连接在输出通道上的负载来得到输入电压和输入电流，开关电源被连接到所述进行供电的电网上。
此外，有利的是：针对每个输出通道，借助于网络服务器可设定是否在达到电流极限时进行切断或者进行电流限制。以这种方式，可规定对出现的干扰的反应。在给电容性耗电器供电时，为了在开动（Hochfahren）时给现有的电容充电，短暂的电流限制可以是有意义的。在其它情况下，立即切断可能是必需的，以便保护借助于开关电源来供电的设施部件。
另一改进方案规定：借助于网络服务器，可针对每个输出通道设定接通延迟。借此，可以通过预先给定不同的接通延迟来规定在多个设施部件开动时的顺序。为了避免开关电源的过载，这可以是有意义的。由于通过网络接口的远程访问而存在如下简单的可能性：从中央单元开始以多个步骤来优化所述配置过程。
为了可以在复杂的工业设施的情况下快速地识别故障，有利的是：借助于网络服务器，可针对每个输出通道显示运行状态。以这种方式保证了：在中央单元上监控每个被供电的设施部件。一个通道或者多个通道的运行状态的改变可立即被分析，以便得出（ableiten）相对应的措施。
为了对输入侧的连接端子进行集中监控，有利的是：借助于网络服务器可显示设备过载和/或断相（Phasenausfall）。
以有利的方式，开关电源的功能范围通过如下方式来提高：借助于网络服务器单独地可关断并且可接通每个输出通道。接着，开关电源的通道可通过网络接口从中央单元开始被用作用于接通和关断设施部件的开关。
特别地有利的是：每个输出通道在过载切断之后借助于网络服务器都是可重新接通的。在依据集中分析的数据来进行故障分析和必要时对有故障的设施部件进行更换之后，以这种方式可以立即重新激活相对应的输出通道。
在本发明的一扩展方案中规定：开关电源包括扩展模块，而且借助于网络服务器可设定和/或可显示该扩展模块的至少一个参数。
在此，有利的是：该扩展模块是用于对供电中断的跨接的缓冲模块，而且借助于网络服务器可设定和/或可显示缓冲时间。在此，在最简单的情况下，给一个输出通道预先给定经延长的缓冲时间，其中自动地相对应地缩短针对剩余的通道的缓冲时间。
另一有利的变型方案在于：该扩展模块包括附加的输出通道，用于给另一负载供电。
所有这些扩展可能性都可从中央单元开始立即被配置，由此进一步提高了开关电源的使用灵活性。
此外，还有利的是：借助于网络服务器可改变被设立在开关电源的控制装置（Steuerung）中的软件。尤其是在使用多个开关电源的情况下，从中央单元开始执行软件更新是特别高效的。在给工业设施供电时总是存在所述情况。
按照本发明的用于运行所描述的开关电源的方法规定：借助于网络服务器实时地改变开关电源的多个运行参数，而且借助于网络服务器来显示被改变的运行参数。
附图说明
随后，本发明以示例性的方式参考随附的附图来解释。
具体实施方式
该附图示出了开关电源1，该开关电源1被连接到输入电压2上而且具有多个输出通道3、4、5、6。相应的输出电压附在每个输出通道3、4、5、6上。
每个输出通道3、4、5、6都借助于控制装置7来操控。开关电源1的未详细地示出的功率电路例如由一个输入侧的整流器、一个中间电路和多个转换器来组成。例如，多个谐振转换器被连接到中间电路上，所述多个谐振转换器的功率开关借助于控制装置7来操控。
通过时控地接通和关断功率开关，将中间电路电压转换成附在相应的输出通道上的输出电压。为了该目的，在控制装置7中设立有相对应的调节算法。在此，各个输出电压可以是不同的或者可以是等大的。此外，存在如下可能性：将两个或者多个通道3、4、5、6并联，以便提供更高的输出功率。
有利地，为了针对每个输出通道3、4、5、6设定所希望的输出电压，在该设备本身上存在适当的操作单元。在最简单的情况下，该操作元件是调整螺丝（Stellschraube）。
其它的设定可能性涉及针对每个通道3、4、5、6的电流限制，其中也可以两级地设立该电流限制。接着，针对每个输出通道3、4、5、6，预先给定两个电流极限值。在达到第一电流极限值时，在预先给定的时间区间内，在过载范围内的运行是可能的，例如以便给输出侧的电容充电。只有在达到第二电流极限值时才限制电流。在此，有意义的是：相应的输出通道3、4、5、6在可设定的限制时间之后切断。
同样，为了设定电流极限值和时间区间，可以将操作元件布置在该设备本身上。
然而，在按照前序部分的具有多个输出设备的开关电源的情况下，通过网络接口8来进行这些配置步骤有利得多。这尤其是适用于要在工业设施之内配置多个开关电源1的情况。
因此，按照本发明，设置有实时以太网控制器9，所述实时以太网控制器9一方面与控制装置7连接，而另一方面与网络接口8连接。在此，该实时以太网控制器9被设立为网络服务器。以这种方式保证了：通过通信网络10，借助于在其上安装有网络浏览器的计算机11可以实时地进行对输出电压和电流值或时间区间的设定。在此，重要的是：在网络浏览器的视图中也实时地显示所进行的改变。
因此，实时以太网控制器9有利地被设立用于具有时钟同步性的数据传输。适合于此的控制器例如是西门子公司（Firma Siemens）的ERTEC 200。
通信网络10例如是以太网或者所谓的PROFINET。PROFINET使用TCP/IP和IT标准、是有实时以太网能力的并且能够实现对很多现场总线系统的集成。
本发明的一重要的优点在于：从中央单元出发可以以简单的方式并且实时地进行对多通道的电源1的复杂的设定。接着，这些设定被存储在电源1中，而且在电源1的每次重新开动时立即可供支配。由于实时传输，也存在如下可能性：集中地存储设定值并且在开动时经由网络接口8读入设定值。
此外，一优点还在于：经由网络浏览器实时地示出各个输出通道3、4、5、6的状态。除了所进行的设定，也显示故障消息或者干扰消息（诸如超过电流极限）。在此，实时输出能够实现用机器的分析，所述用机器的分析必要时可立即导致相对应的保护措施，例如导致多个输出通道3、4、5、6的切断。
此外，以简单的方式，对多个开关电源1的集中访问允许对这些开关电源1的一致的配置。例如，经由网络浏览器通过输入用于所有被建造在工业设施中的开关电源1的值来预先给定相同的电流极限值。
为了对应用可能性的进一步的灵活运用，有意义的是针对开关电源1设置各式各样的扩展模块。在最简单的情况下，该扩展模块是附加的输出通道，所述附加的输出通道接着通过在基础设备（Grundgeraet）与扩展模块之间的接口借助于控制装置7来操控。
借此，可能的是：也通过网络接口8来配置这种扩展模块。
本发明也包括一种开关电源1，该开关电源1根据基础设备来构造，该基础设备具有多个操作元件和一个网络设备。接着，该网络设备包括一种特殊的（eigen）机箱，该机箱具有实时以太网控制器9、网络接口8和用于基础设备的控制装置7的接口。在网络设备被连接的情况下，经由网络浏览器可配置并且可监控该基础设备。然而，开关电源1即使在网络设备断开的情况下也正常工作，当然只利用被存储的设定值来正常工作，所述被存储的设定值接着在手动模式下必要时可通过基础设备的操作元件来改变。

Claims (14)

1.开关电源（1），其具有多个输出通道（3、4、5、6）和一个用于连接到通信网络（10）上的网络接口（8），其特征在于，所述开关电源（1）包括所谓的实时以太网控制器（9），所述实时以太网控制器（9）与开关电源（1）的控制装置（7）连接，而且被设立为网络服务器，使得通过所述网络接口（8）实时地能设定和/或能显示所述开关电源（1）的多个运行参数。
2.根据权利要求1所述的开关电源（1），其特征在于，所述实时以太网控制器（9）被设立用于具有时钟同步性的数据传输。
3.根据权利要求1或2所述的开关电源（1），其特征在于，至少一个输入电压（2）和至少一个输入电流能被显示为运行参数，而且针对每个输出通道（3、4、5、6）都能设定和/或能显示输出电压和电流极限。
4.根据权利要求3所述的开关电源（1），其特征在于，针对每个输出通道（3、4、5、6），都能借助于网络服务器来设定是否在达到电流极限时进行切断或者进行电流限制。
5.根据权利要求1至4之一所述的开关电源（1），其特征在于，借助于网络服务器，针对每个输出通道（3、4、5、6）都能设定接通延迟。
6.根据权利要求1至5之一所述的开关电源（1），其特征在于，借助于网络服务器，针对每个输出通道（3、4、5、6）都能显示运行状态。
7.根据权利要求1至6之一所述的开关电源（1），其特征在于，借助于网络服务器能显示设备过载和/或断相。
8.根据权利要求1至7之一所述的开关电源（1），其特征在于，每个输出通道（3、4、5、6）借助于网络服务器都是单独地能关断并且能接通的。
9.根据权利要求1至8之一所述的开关电源（1），其特征在于，每个输出通道（3、4、5、6）在过载切断之后借助于网络服务器都是能重新接通的。
10.根据权利要求1至9之一所述的开关电源（1），其特征在于，所述开关电源（1）包括扩展模块，而且借助于网络服务器能设定和/或能显示所述扩展模块的至少一个参数。
11.根据权利要求10所述的开关电源（1），其特征在于，所述扩展模块是用于对供电中断的跨接的缓冲模块，而且借助于网络服务器能设定和/或能显示缓冲时间。
12.根据权利要求10或11所述的开关电源（1），其特征在于，所述扩展模块包括附加的输出通道（3、4、5、6），用于给另一负载供电。
13.根据权利要求1至12之一所述的开关电源（1），其特征在于，借助于网络服务器能改变被设立在所述开关电源的控制装置（7）中的软件。
14.用于运行根据权利要求1至13之一所述的开关电源的方法，其特征在于，借助于网络服务器实时地改变所述开关电源（1）的多个运行参数，而且借助于网络服务器来显示被改变的运行参数。
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