DE102014204377A1

DE102014204377A1 - Anschlussmodul zum Anschließen eines Verbrauchers an einen Stromkreis

Info

Publication number: DE102014204377A1
Application number: DE102014204377.8A
Authority: DE
Inventors: Klaus Behringer; Josef Burger; Johann Hofrichter; Wolfgang Lobinger; Matthias Meier; Martin Meinke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-09-17
Also published as: WO2015135768A1; CN206235826U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anschlussmodul (1) zum Anschließen eines Verbrauchers an einen Stromkreis. Das Anschlussmodul (1) umfasst eine Messeinheit (3) zum Erfassen einer dem Verbraucher zugeführten elektrischen Energie und/oder elektrischen Leistung, eine elektronische oder elektromechanische Schalteinheit (5) zum Öffnen und Schließen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem Stromkreis und eine Steuereinheit (7) zum Steuern der elektronischen Schalteinheit (5) in Abhängigkeit von mittels der Messeinheit (3) erfassten Messdaten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlussmodul zum Anschließen eines Verbrauchers an einen Stromkreis.
Beim Anschließen von Verbrauchern an elektrische Stromkreise gewinnt ein gezieltes Ab- und Anschalten der Verbraucher zur Reduzierung des Energieverbrauchs ständig an Bedeutung, da ökologische Gesichtspunkte und gesetzliche Vorgaben zusehends einen sparsamen Umgang mit Energie erfordern.
DE 10 2010 043 254 A1 offenbart ein Messsystem zur Überwachung mindestens einer Phase eines Systems, insbesondere eines Verbraucherabzweigs, mit einem auf einer Leiterplatte angeordneten Messmodul.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Anschlussmodul zum Anschließen eines Verbrauchers an einen Stromkreis anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes Anschlussmodul zum Anschließen eines Verbrauchers an einen Stromkreis umfasst eine Messeinheit zum Erfassen einer dem Verbraucher zugeführten elektrischen Energie und/oder elektrischen Leistung, eine elektronische oder elektromechanische Schalteinheit zum Öffnen und Schließen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem Stromkreis und eine Steuereinheit zum Steuern der elektronischen oder elektromechanischen Schalteinheit in Abhängigkeit von mittels der Messeinheit erfassten Messdaten.
Ein derartiges Anschlussmodul ermöglicht einerseits die Erfassung und Überwachung des Energieverbrauchs des Verbrauchers. Andererseits ermöglicht es ein direktes An- und Abschalten des Verbrauchers mittels des Anschlussmoduls selbst, nämlich mittels dessen Steuereinheit über die elektronische oder elektromechanische Schalteinheit. Damit wird kein separates Steuergerät zum An- und Abschalten des Verbrauchers benötigt, wodurch vorteilhaft Bauraum und Bauteile eingespart werden, die Verkabelung zum Anschließen des Verbrauchers an den Stromkreis vereinfacht wird sowie Montageschritte und mögliche Fehlerquellen reduziert werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens einen mittels der Steuereinheit ansteuerbaren Steuerausgang zum indirekten Schalten des Verbrauchers vor.
Dies erweitert vorteilhaft die mittels des Anschlussmoduls ausführbaren Steuerfunktionen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine als ein Mikrocontroller ausgebildete Steuereinheit vor.
Mikrocontroller eignen sich aufgrund ihrer hohen Leistungsfähigkeit bei geringer Größe und moderaten Kosten besonders vorteilhaft als Steuereinheiten.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Feldbusschnittstelle vor, über die die Steuereinheit mit einem Feldbus verbindbar ist.
Diese Ausgestaltung berücksichtigt, dass z. B. im industriellen Umfeld und in der Automatisierungstechnik Verbraucher häufig in ein Feldbussystem eingebunden sind und darüber gesteuert werden. Die Feldbusschnittstelle ermöglicht vorteilhaft die Ankopplung des Anschlussmoduls an ein Feldbussystem. Die Verbindung der Steuereinheit mit einem Feldbus über die Feldbusschnittstelle ermöglicht insbesondere, über den Feldbus übertragene Steuerbefehle mittels der Steuereinheit durch eine diesen Steuerbefehlen entsprechende Steuerung der elektronischen oder elektromechanischen Schalteinheit umzusetzen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Datenverbindung vor, über die der Steuereinheit von der Messeinheit erfasste Messdaten zuführbar sind.
Dadurch können von der Messeinheit erfasste Messdaten mittels der Steuereinheit, beispielsweise über die vorgenannte Feldbusschnittstelle oder einen separaten Ausgang des Anschlussmoduls, einer übergeordneten Steuerung zugeführt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens eine mit der Messeinheit verbundene Eingangsklemme vor, über die das Anschlussmodul mit dem Stromkreis verbindbar ist.
Dadurch wird vorteilhaft eine einfache und standardisierte Verbindung des Anschlussmoduls und dessen Messeinheit mit einem Stromkreis ermöglicht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens eine mit der elektronischen oder elektromechanischen Schalteinheit verbundene Ausgangsklemme vor, über die das Anschlussmodul mit dem Verbraucher verbindbar ist.
Dadurch wird vorteilhaft eine einfache und standardisierte Verbindung des Anschlussmoduls und dessen elektronischer oder elektromechanischer Schalteinheit mit einem Verbraucher ermöglicht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Messeinheit zum Erfassen eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung wenigstens einer Phase des Verbrauchers ausgebildet ist.
Durch die Erfassung des elektrischen Stroms bei bekannter elektrischer Spannung oder der Erfassung der elektrischen Spannung bei bekanntem elektrischen Strom oder der Erfassung von elektrischem Strom und elektrischer Spannung wenigstens einer Phase des Verbrauchers kann vorteilhaft eine dem Verbraucher zugeführte elektrische Leistung und daraus auch die dem Verbraucher zugeführte elektrische Energie erfasst werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit einer Zeichnung näher erläutert wird.
Dabei zeigt die einzige Figur ein Blockdiagramm eines Anschlussmoduls 1 zum Anschließen eines Verbrauchers an einen Stromkreis.
Das Anschlussmodul 1 weist eine Messeinheit 3 zum Erfassen einer dem Verbraucher zugeführten elektrischen Energie und/oder elektrischen Leistung, eine elektronische oder elektromechanische Schalteinheit 5 zum Öffnen und Schließen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem Stromkreis und eine Steuereinheit 7 zum Steuern der elektronischen oder elektromechanischen Schalteinheit 5 und zum indirekten Ansteuern des Verbrauchers in Abhängigkeit von mittels der Messeinheit 3 erfassten Messdaten auf. Ferner weist das Anschlussmodul 1 Eingangsklemmen 9, Ausgangsklemmen 11, eine Feldbusschnittstelle 13 mit einem Feldbusanschluss 15, ein Modulgehäuse 17, Spannungsversorgungsanschlüsse 25 für die Steuereinheit 7 und wenigstens einen Steuerausgang 27 auf.
Über die Eingangsklemmen 9 ist das Anschlussmodul 1 mit einer Versorgungsspannung des Stromkreises verbindbar. Die Eingangsklemmen 9 sind mit der Messeinheit 3 verbunden.
Über die Ausgangsklemmen 11 ist das Anschlussmodul 1 mit dem Verbraucher verbindbar. Die Ausgangsklemmen 11 sind mit der elektronischen oder elektromechanischen Schalteinheit 5 verbunden. Dargestellt ist beispielhaft ein Anschlussmodul 1, das für einen Verbraucher mit maximal drei Phasen ausgebildet ist und für jede Phase eine Ausgangsklemme 11 aufweist.
Die Messeinheit 3 ist dazu ausgebildet, für jede Phase des Verbrauchers einen elektrischen Strom und/oder eine elektrische Spannung zu erfassen und ist daher über die elektronische oder elektromechanische Schalteinheit 5 mit jeder der Ausgangsklemmen 11 verbunden.
Die elektronische oder elektromechanische Schalteinheit 5 weist für jede Phase ein elektronisches Schaltelement 19 auf, das zwischen die Messeinheit 3 und eine der Ausgangsklemmen 11 geschaltet ist.
Die Steuereinheit 7 ist mit jedem elektronischen Schaltelement 19 der elektronischen oder elektromechanischen Schalteinheit 5 über eine Steuerleitung 21 verbunden, über die das jeweilige elektronische Schaltelement 19 mittels der Steuereinheit 7 ansteuerbar ist. Die Steuereinheit 7 ist als ein Mikrocontroller ausgebildet.
Über die Feldbusschnittstelle 13 und den Feldbusanschluss 15 ist die Steuereinheit 7 mit einem Feldbus verbindbar.
Ferner ist die Steuereinheit 7 über eine Datenverbindung 23 mit der Messeinheit 3 verbunden. Über die Datenverbindung 23 sind der Steuereinheit 7 von der Messeinheit 3 erfasste Messdaten zuführbar. Die Steuereinheit überträgt die ihr zugeführten Messdaten über die Feldbusschnittstelle 13 oder einen optionalen separaten Ausgang an eine übergeordnete Steuerung. Die Steuereinheit 7 ist über Spannungsversorgungsanschlüsse 25 an eine Spannungsversorgung anschließbar.
Ferner weist das Anschlussmodul 1 mittels der Steuereinheit 7 ansteuerbare Steuerausgänge 27 zum indirekten Schalten daran angeschlossener Verbraucher auf.
Das Modulgehäuse 17 kapselt die verschiedenen Komponenten des Anschlussmoduls 1 mit Ausnahme der Eingangsklemmen 9, Ausgangsklemmen 11, Spannungsversorgungsanschlüsse 25, Steuerausgänge 27 und des Feldbusanschlusses 15, welche aus dem Modulgehäuse 17 herausgeführt sind. Gehäuseparameter des Modulgehäuses 17 begrenzen die mögliche Schaltleistung des Anschlussmoduls 1.
Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das offenbarte Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010043254 A1 [0003]

Claims

Anschlussmodul (1) zum Anschließen eines Verbrauchers an einen Stromkreis, umfassend – eine Messeinheit (3) zum Erfassen einer dem Verbraucher zugeführten elektrischen Energie und/oder elektrischen Leistung, – eine elektronische oder elektromechanische Schalteinheit (5) zum Öffnen und Schließen wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem Stromkreis – und eine Steuereinheit (7) zum Steuern der elektronischen oder elektromechanischen Schalteinheit (5) in Abhängigkeit von mittels der Messeinheit (3) erfassten Messdaten.
Anschlussmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen mittels der Steuereinheit (7) ansteuerbaren Steuerausgang (27) zum indirekten Schalten des Verbrauchers.
Anschlussmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine als ein Mikrocontroller ausgebildete Steuereinheit (7).
Anschlussmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Feldbusschnittstelle (13), über die die Steuereinheit (7) mit einem Feldbus verbindbar ist.
Anschlussmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Datenverbindung (23), über die der Steuereinheit (7) von der Messeinheit (3) erfasste Messdaten zuführbar sind.
Anschlussmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine mit der Messeinheit (3) verbundene Eingangsklemme (9), über die das Anschlussmodul (1) mit dem Stromkreis verbindbar ist.
Anschlussmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine mit der elektronischen oder elektromechanischen Schalteinheit (5) verbundene Ausgangsklemme (11), über die das Anschlussmodul (1) mit dem Verbraucher verbindbar ist.
Anschlussmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (3) zum Erfassen eines elektrischen Stroms wenigstens einer Phase des Verbrauchers ausgebildet ist.
Anschlussmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (3) zum Erfassen einer elektrischen Spannung wenigstens einer Phase des Verbrauchers ausgebildet ist.