DE102012106923A1 - Schaltvorrichtung mit Funkmodul und Deaktivierungsfunktion - Google Patents

Schaltvorrichtung mit Funkmodul und Deaktivierungsfunktion Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung (1) mit einem Schaltgerät (11) und einem Funkmodul (12). Das Funkmodul (12) ist dazu vorgesehen, eine Information über einen Betriebszustand des Schaltgerätes (11) drahtlos abrufbar zur Verfügung zu stellen. Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Schaltvorrichtung (1) ein manuelles Betätigungselement (13) umfasst, mittels dessen das Funkmodul (12) physikalisch deaktivierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit einem Schaltgerät und einem Funkmodul. Das Funkmodul ist dazu vorgesehen, eine Information über einen Betriebszustand des Schaltgerätes drahtlos abrufbar zur Verfügung zu stellen.
  • Üblicherweise wird das Funkmodul zur Überwachung bzw. Steuerung des Schaltgerätes verwendet. Eine Person, die mit einem geeigneten Empfangsgerät ausgestattet ist, kann die zur Verfügung stehende Information abrufen, ohne mit der Steuervorrichtung in direkten Kontakt treten zu müssen. Auf einen aufwendigen Aufbau eines kabelgebundenen Bussystems kann verzichtet werden. Zudem kann in einem Notfall mittels des Funkmoduls eine entsprechende Benachrichtigung an das Empfangsgerät automatisch übermittelt und so die zuständige Person unabhängig von ihrem Aufenthaltsort erreicht werden.
  • In der DE 10 2004 002 330 A1 ist eine Schaltvorrichtung dieser Art beschrieben. Das Schaltgerät der Schaltvorrichtung ist in einem Schaltschrank angeordnet. Mit dem Schaltgerät ist eine Funkschnittstelle verbunden, die dazu vorgesehen ist, mit einer entsprechenden Funkschnittstelle des Empfangsgerätes Informationen über den Betriebszustand des Schaltgerätes auszutauschen.
  • Die in der DE 10 2004 002 330 A1 offenbarte Schaltvorrichtung ist insbesondere dauerhaft kommunikationsfähig. Dies ist jedoch mit Nachteilen verbunden. Das dauerhaft kommunikationsfähige Funkmodul kann durch unerlaubte Zugriffe manipuliert werden. Beispielsweise könnten damit im Funkmodul gespeicherte Daten unrechtmäßig ausgelesen werden. Zudem könnte die Kommunikation zwischen dem Funkmodul und dem Empfangsgerät mitverfolgt werden. Durch den Zugriff auf die Datenübermittlung bzw. auf das Funkmodul könnten kritische Fehlfunktionen der Schaltvorrichtung herbeigeführt werden. Die Sicherheit der Schaltvorrichtung und unter Umständen einer gesamten mit der Schaltvorrichtung verbundener Anlage ist damit beeinträchtigt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die IT-Sicherheit der Schaltvorrichtung der genannten Art zu verbessern.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 10 stellen dabei weitere geeignete Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • Dementsprechend zeichnet sich die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung dadurch aus, dass die Schaltvorrichtung ein manuelles Betätigungselement umfasst, mittels dessen das Funkmodul physikalisch deaktivierbar ist. Das Funkmodul stellt also gemäß der Erfindung nur solange eine Betriebsinformation des Schaltgerätes drahtlos zur Verfügung, bis das Funkmodul außer Betrieb gesetzt worden (deaktiviert) ist. Mit der physikalischen Deaktivierung soll ein Ausschalten des Funkmoduls, beispielsweise durch eine mechanische oder galvanische Unterbrechung einer geeigneten Stromleitung, gemeint sein. Auch ist eine programmiertechnische Umstellung des Funkmoduls denkbar, zum Bespiel durch das Setzen eines dazu vorgesehenen Bits/Kontrollpins, wodurch ein zur Deaktivierung des Funkmoduls geeigneter interner Schalter des Funkmoduls betätigt wird. Ist das Funkmodul derart ausgeschaltet, gibt es keine Möglichkeiten über das Funkmodul Informationen über das Schaltgerät zu erhalten.
  • Erfindungsgemäß ist das Funkmodul durch eine manuelle Betätigung des Betätigungselements deaktivierbar. Durch die zur manuellen Betätigung geeignete Ausgestaltung des Betätigungselements, zum Beispiel in Form eines Druckknopfes, eines Drehknopfes, eines Schalthebels oder dergleichen, ist sichergestellt, dass die Deaktivierung nicht durch unerlaubten software-technischen Zugriff von außen vorgenommen werden kann. Der Anwender kann also selbst bestimmen, ob die Schaltvorrichtung mittels drahtloser Kommunikation erreichbar ist oder nicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das deaktivierte Funkmodul ebenso mittels des Betätigungselements wieder in einen aktiven Betriebszustand versetzt werden, in dem Datenübertragung der Betriebsinformation des Schaltgerätes stattfinden kann.
  • Ein zusätzlicher Vorteil einer physikalischen Deaktivierbarkeit des Funkmoduls liegt darin, dass der Energieverbrauch der Schaltvorrichtung durch die Deaktivierung des Funkmoduls gesenkt werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Funkmodul als eine externe Einheit ausgebildet. In dieser Ausführung kann das Funkmodul separat vom Schaltgerät angeordnet sein, zum Beispiel an einem für die drahtlose Kommunikation geeigneten Ort. Das Funkmodul ist als mit dem Schaltgerät verbindbar ausgebildet, um den Austausch von Daten zwischen dem Funkmodul und dem Schaltgerät zu ermöglichen. Die Verbindung kann drahtgebunden oder nicht drahtgebunden sein. Sie kann beispielsweise in Form eines Ethernet-Kabels oder einer anderen geeigneten Verbindungsart realisiert sein.
  • Das Funkmodul kann ferner dazu geeignet ausgebildet sein, ein von einem Sender übermitteltes Steuersignal zu empfangen und/oder zu verarbeiten und/oder an das Schaltgerät weiter zu leiten. Damit kann die Schaltvorrichtung nicht nur drahtlos überwacht, sondern auch drahtlos gesteuert werden.
  • Zur Kommunikation zwischen dem Funkmodul und dem Empfangsgerät/Sender kann Bluetooth oder ein entsprechend geeigneter weiterer Funkstandard verwendet werden. Auch kann das Funkmodul eine WLAN-Schnittstelle oder eine vergleichbare Schnittstelle umfassen. Das Empfangs-/Sendegerät kann beispielsweise durch einen Smartphone, einen Tablet-PC, Pager oder ein ähnliches Gerät mit der entsprechenden Programmierung realisiert sein.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn die Information über den Betriebszustand des Schaltgerätes auch dann noch vom Funkmodul zur Verfügung gestellt werden kann, wenn das Schaltgerät ausgelöst wird bzw. einer Störung unterliegt. Im Fall der Auslösung, beispielsweise Überlast-Auslösung, und/oder der Störung ist eine Energieversorgung des Schaltgerätes unter Umständen unterbrochen. Daher kann das Funkmodul mit einer Energieversorgung ausgestattet werden, die von der Energieversorgung des Schaltgerätes unabhängig ist. Diese kann beispielsweise über einen eigenen GND/+24VDC-Anschluss am Funkmodul erfolgen. Fällt die Energieversorgung des Schaltgerätes aus, so kann das Funkmodul über die eigene Energieversorgung mit Energie, beispielsweise Strom, weiter versorgt werden. Ferner kann das Funkmodul in diesem Fall über die eigene zugeführte Energieversorgung das Schaltgerät weiter mit Energie versorgen und somit weiterhin Daten aus dem ausgeschalteten Schaltgerät abrufen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Funkmodul ein Anzeigeelement. Das Anzeigeelement kann dazu vorgesehen sein, die Information über den Betriebszustand des Schaltgerätes visuell darzustellen. Das Anzeigeelement kann eine Multicolor-LED umfassen, die dazu geeignet ist, Licht unterschiedlicher Farben auszustrahlen. Die Farbdarstellung des Anzeigeelements kann in Abhängigkeit eines Betriebsparameters des Schaltgerätes erfolgen. Zum Beispiel kann eine grüne Lichtfarbe einen regelmäßigen Zustand des Schaltgerätes indizieren, während eine rote Lichtfarbe einen ausgelösten Zustand des Schaltgerätes oder eine Störung signalisieren kann. Ferner kann die Darstellung durch statisches und/oder zeitlich veränderliches Leuchten erfolgen. So kann zum Beispiel ein Blinken des Anzeigeelements einen vorbestimmten Betriebszustand des Schaltgerätes anzeigen. Durch die Verwendung eines breiten Spektrums der durch das Anzeigeelement darstellbaren Farben (beispielsweise von grün über blau, gelb, orange bis rot) kann dabei eine für das menschliche Auge intuitive Anzeige des Betriebszustandes erreicht werden, insbesondere falls sie zusätzlich mit sich zeitlich ändernder Helligkeit der Anzeige kombiniert wird.
  • Zusätzlich zu dem Anzeigelement kann das Funkmodul einen Referenzring umfassen. Der Referenzring dient dazu, die Abhängigkeit der Farbdarstellung des Anzeigeelements von dem Betriebsparameter des Schaltgerätes zu visualisieren. Diese Darstellung soll eine Interpretation des vom Anzeigeelement ausgesandten Signals erleichtern. Der Referenzring kann in Form einer tabellarischen Zuordnung von Farben zu Betriebszuständen realisiert sein. Der Referenzring kann als eine runde oder je nach Anwendung anders geformte, beispielsweise oval oder quadratisch ausgebildete, gelochte Scheibe realisiert sein, wobei die Scheibe die erforderliche Information über die Farbdarstellung und die Zuordnung der Betriebsparameter in Schrift und/oder Bildform enthält. Der Referenzring kann darüber hinaus derart in unmittelbarer Nähe des Anzeigeelements, zum Beispiel darüber, darunter oder dahinter, angeordnet sein, dass das vom Anzeigeelement dargestellte Lichtsignal zusammen mit der durch den Referenzring dargestellten Zuordnungsinformation wahrgenommen werden kann.
  • Zur Verbesserung der drahtlosen Kommunikation zwischen dem Funkmodul und dem Empfangsgerät/Sender kann es von Vorteil sein, das Funkmodul mit einer Antenne zu versehen, die hinter dem Referenzring angeordnet ist. Dadurch ist die drahtlose Abrufbarkeit der Betriebsinformation nicht auf den ersten Blick bereits für das menschliche Auge erkennbar. Gemäß eines Ausführungsbeispiels ist die Antenne in Form einer Klebefolie realisiert. Die Antenne kann direkt mit dem Referenzring verbunden sein. Auf diese Weise kann der beispielsweise aus Kunststoff gefertigte Referenzring zusammen mit der darauf bereits aufgeklebten Antenne vom Anwender installiert werden. Dadurch kann der Anwender einen Arbeitsschritt (Anbringung der Antenne) einsparen, und braucht sich darüber hinaus um eine geeignete Anordnung der Antenne nicht zu kümmern.
  • In manchen Anwendungsbereichen der Schaltvorrichtung kann es vorteilhaft sein, wenn die Schaltvorrichtung einen Schaltschrank mit einem Schaltschrankgehäuse umfasst. Das Schaltgerät ist dann in dem Schaltschrank angeordnet und wird so durch das Schaltschrankgehäuse geschützt. Da die drahtlose Datenübertragung aus dem Schaltschrank durch das Schaltschrankgehäuse erschwert sein kann, ist das Funkmodul am Schaltschrankgehäuse angeordnet. Das Betätigungselement ist geeigneter Weise entsprechend derart angeordnet, dass es von außerhalb des Schaltschranks betätigbar ist. Auf diese Weise kann die manuelle Betätigung des Betätigungselements ohne einen Zugriff auf sich im Schaltschrank befindenden Geräte erfolgen. Unabhängig von der Anordnung des Betätigungselements kann auch das Anzeigeelement derart angeordnet sein, dass die Darstellung des Betriebszustandes des Schaltgerätes von außerhalb des Schaltschranks sichtbar ist. Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels kann die Antenne im Funkmodul integriert sein, zum Beispiel auf einer Leiterplatte des Funkmoduls, wobei das Funkmudul derart konfiguriert ist, dass die Signalausstrahlung der Funksignale des Funkmoduls durch eine Öffnung in dem Schaltschrankgehäuse hindurch erfolgen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das Betätigungselement einen Leuchttaster umfassen. Der Leuchttaster kann zu einer Vereinfachung des Aufbaus der Schaltvorrichtung zusätzlich die Funktion des Anzeigeelements ausüben. Der Leuchttaster kann derart ausgebildet sein, dass aus einer Stellung des Leuchttasters erkennbar ist, wenn das Funkmodul deaktiviert ist. Zum Beispiel kann der Leuchttaster einen Druckknopf umfassen, der manuell eingedrückt oder nicht eingedrückt sein kann. Der Leuchttaster kann derart konfiguriert sein, dass bei eingedrücktem Druckknopf das Funkmodul deaktiviert ist und bei nicht eingedrücktem Druckknopf die drahtlose Datenübertragung mittels des Funkmoduls möglich ist. Auch eine umgekehrte Konfiguration ist denkbar. Auf diese Weise ist es augenscheinlich, ob das Funkmodul deaktiviert ist oder nicht, und zwar unabhängig von der Farbdarstellung des Leuchttasters bzw. des Anzeigeelements. In einer anderen Variante kann der Leuchttaster durch geeignete andere visuelle, zum Beispiel mittels einer LED, oder akustische Anzeigeart signalisieren, ob das Funkmodul deaktiviert ist. Natürlich können der Leuchttaster und das Anzeigelement mit dieser Funktion auch als separate Teile realisiert sein.
  • Von Vorteil kann es zudem sein, wenn das Betätigungselement mit Mitteln ausgestattet ist, die ein Rücksetzen oder Quittieren eines Betriebszustandes des Schaltgerätes ermöglichen. Diese zusätzliche Funktion erweitert den Einsatzbereich der Schaltvorrichtung und kann eine schnelle Reaktion auf Auslösungen und/oder Störungen im Betrieb der Schaltvorrichtung und aller damit verbundenen Geräte ermöglichen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit 1 und 2 näher erläutert.
  • 1 zeigt eine schematische Skizze einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung.
  • 2 zeigt eine schematische Skizze einer Teilansicht der Schaltvorrichtung aus 1.
  • Im Einzelnen ist in 1 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 dargestellt. Die Schaltvorrichtung 1 umfasst einen Schaltschrank 6 mit einem Schaltschrankgehäuse 61. Im Schaltschrank 6 ist ein Schaltgerät 11 angeordnet, so dass das Schaltgerät vom Schaltschrankgehäuse 61 vor äußeren mechanischen bzw. elektromagnetischen Einwirkungen geschützt ist. Das Schaltschrankgehäuse 61 ist derart ausgebildet, dass eine Funkdatenübermittlung aus dem Schaltschrank 6 nach außen unterdrückt ist. Die sich im Schaltschrank 6 befindenden Elemente der Schaltvorrichtung 1 sind in 1 jeweils mit einer unterbrochenen Linie skizziert, um deren räumliche Anordnung zu verdeutlichen.
  • Ferner umfasst die Schaltvorrichtung 1 ein Funkmodul 12, das am Schaltschrankgehäuse 61 angeordnet und befestigt ist. Das Funkmodul 12 ist dabei als separate Einheit ausgebildet und über eine Kabelverbindung 2 mit dem Schaltgerät 11 verbunden, so dass ein Austausch von Informationen zwischen dem Funkmodul 12 und dem Schaltgerät 11 möglich ist. Das Funkmodul 12 ragt teilweise aus dem Schaltschrank 6 heraus.
  • Das Funkmodul 12 stellt Informationen über einen Betriebszustand des Schaltgerätes 11, die über die Verbindung 2 übermittelt werden können, zum Abruf zur Verfügung. Ein Empfangsgerät 9 kann mit dem Funkmodul 12 eine drahtlose Verbindung, die in 1 mit einem Doppelpfeil 8 gekennzeichnet ist, eingehen und die Informationen vom Funkmodul abrufen. Darüber hinaus kann das Empfangsgerät 9 als Sender fungieren und unter Nutzung der drahtlosen Verbindung Signale, zum Beispiel Steuersignale, an das Funkmodul 12 senden.
  • Das Funkmodul 12 ist mit einer Energieversorgung 3 ausgestattet, die unabhängig von der Energieversorgung des Schaltgerätes 11 ist, um die Funktionsfähigkeit des Funkmoduls 12 im ausgelösten Zustand des Schaltgerätes 11 sicherzustellen. Darüber hinaus kann durch die Energieversorgung 3 des Funkmoduls 12 das Schaltgerät 11 im ausgelösten Zustand weiter mit Energie versorgt werden, so dass Informationen über den Betriebszustand des Schaltgerätes 11 auch in diesem Fall noch abgerufen werden können.
  • Die Schaltvorrichtung 1 umfasst ferner ein Betätigungselement 13, das in diesem Ausführungsbeispiel in das Funkmodul 12 integriert ist. Das Betätigungselement 13 ist in Form eines Druckknopfes ausgebildet. Wird der Druckknopf gedrückt, so rastet er in einer vorgegebenen gedrückten Stellung ein. In dieser Stellung des Druckknopfes ist das Funkmodul 12 in Betrieb. Eine Datenübermittlung zwischen dem Funkmodul 12 und dem Gerät 9 kann durchgeführt werden. Ist der Druckknopf nicht eingedrückt, so ist die Energieversorgung des Funkmoduls 12 unterbrochen und das Funkmodul damit deaktiviert.
  • Am Funkmodul 12 ist ein Referenzring 4 vorgesehen. Der Referenzring 4 weist die Form einer gelochten Rundscheibe auf, die in unmittelbarer Nähe zum Anzeigeelement angeordnet ist.
  • 2 zeigt eine detaillierte Teilansicht der Schaltvorrichtung aus 1. Gleiche oder gleichartige Teile wurden dabei in den 1 und 2 jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 2 ist das Funkmodul 12 in einer Queransicht dargestellt, wobei das Funkmodul 12 am Schaltschrankgehäuse 61 angeordnet ist, so dass es auf dem Schaltschrank teilweise herausragt. Das Funkmodul 12 weist einen Zugang zur eigenen Energieversorgung 3 sowie eine Kabelverbindung 2 zum in 2 nicht dargestellten Schaltgerät 11 auf.
  • Des Weiteren ist am Funkmodul 12 ein Anzeigeelement 7 vorgesehen. Das Anzeigeelement 7 (in 1 nicht sichtbar) umfasst eine RGB-LED, die im Betätigungselement 13 eingebaut ist. Das Betätigungselement 13 ist dabei teilweise aus durchsichtigem Material gebildet, so dass das von der RGB-LED ausgestrahlte Licht von außen sichtbar ist. Zudem ist in unmittelbarer Nähe des Anzeigeelements 7 der Referenzring 4 angeordnet, der dazu vorgesehen ist, die Abhängigkeit der Farbdarstellung des Anzeigeelements 7 von dem Betriebszustand des Schaltgerätes 11 graphisch in Form einer Zuordnungstabelle darzustellen.
  • Ferner umfasst das Funkmodul 12 eine Antenne 5, die teilweise zwischen dem Referenzring 4 und dem Schaltschrankgehäuse 61 angeordnet ist. Die Antenne ist für einen sich außerhalb des Schaltschranks 6 befindenden Betrachter nicht sichtbar, da sie vorzugsweise vom Referenzring 4 vollständig verdeckt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    11
    Schaltgerät
    12
    Funkmodul
    13
    Betätigungselement
    2
    Verbindung
    3
    Energieversorgung
    4
    Referenzring
    5
    Antenne
    6
    Schaltschrank
    61
    Schaltschrankgehäuse
    7
    Anzeigeelement
    8
    Doppelpfeil
    9
    Empfangsgerät
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004002330 A1 [0003, 0004]

Claims (10)

  1. Schaltvorrichtung (1), umfassend ein Schaltgerät (11) und ein Funkmodul (12), wobei mittels des Funkmoduls (12) eine Information über einen Betriebszustand des Schaltgerätes (11) drahtlos abrufbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (1) ein manuelles Betätigungselement (13) umfasst, mittels dessen das Funkmodul (12) physikalisch deaktivierbar ist.
  2. Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkmodul (12) als externe, mit dem Schaltgerät (11) verbindbare Einheit ausgebildet ist.
  3. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Funkmoduls (12) ein Steuersignal an das Schaltgerät (11) übermittelbar ist.
  4. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkmodul (12) über eine von einer Energieversorgung des Schaltgeräts (11) unabhängige Energieversorgung (3) verfügt, und das Schaltgerät (11) mittels der unabhängigen Energieversorgung (3) mit Energie versorgbar ist.
  5. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Funkmodul (12) ein Anzeigeelement (7) vorgesehen ist, wobei das Anzeigeelement (7) eine Multicolor-LED umfasst, deren Farbdarstellung in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Schaltgeräts (11) erfolgen kann.
  6. Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkmodul (12) einen Referenzring (4) aufweist, der die Abhängigkeit der Farbdarstellung des Anzeigeelements (7) vom Betriebsparameter des Schaltgeräts (11) visualisiert.
  7. Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Funkmodul (12) eine Antenne (5) vorgesehen ist, die verdeckt hinter dem Referenzring (4) angeordnet ist.
  8. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (1) einen Schaltschrank (6) mit einem Schaltschrankgehäuse (61) umfasst, wobei das Schaltgerät (11) im Schaltschrank (6) angebracht ist, das Funkmodul (12) am Schaltschrankgehäuse (61) angebracht ist, und das Betätigungselement (13) von außerhalb des Schaltschrankgehäuses (61) manuell betätigbar ist.
  9. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (13) einen Leuchttaster umfasst.
  10. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (13) Mittel zum Rücksetzen oder Quittieren eines Betriebszustandes des Schaltgeräts (11) umfasst.
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