DE102021116013A1 - PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit - Google Patents

PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit Download PDF

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Abstract

PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit zur Stromversorgung von mindestens einem PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerät, das über ein PoE-Ethernetkabel an eine PoE-Buchse der PoE-Stromversorgungseinheit angeschlossen ist und von zumindest einer in der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltenen Batterie mit einem elektrischen Versorgungsstrom zumindest teilweise versorgt wird, wobei die in der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltene Batterie über Strombuchsen aufladbar ist, welche einen Gleichstrom über Stromkabel von einer an die Strombuchsen der PoE-Stromversorgungseinheit angeschlossenen Schweißstromquelle beziehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit zur Stromversorgung von mindestens einem PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerät.
  • Schweißanlagen dienen zur Durchführung von Schweißprozessen an Werkstücken. Hierbei kann man verschiedene Schweißprozesse bzw. Schweißverfahren, insbesondere Lichtbogenschweißverfahren, unterscheiden, wie beispielsweise das MIG (Metall Inertgas)-, MAG (Metall Aktivgas)-, WIG (Wolfram Inertgas)-, MMA (manual metal arc)-, WAAM (wire arc additive manufacturing)- oder Plasmaschweißen. Eine Schweißstromquelle der Schweißanlage liefert einen Schweißstrom zur Versorgung eines Schweißbrenners zur Durchführung des jeweiligen Schweißprozesses. Neben einem Schweißbrenner verfügt eine Schweißanlage auch über Schweißperipheriegeräte. Beispielsweise kann ein Drahtvorschubgerät vorgesehen sein, das dem Schweißbrenner eine Schweißdrahtelektrode zuführt. Ein anderes Beispiel für ein Schweißperipheriegerät sind Geräte zum Sammeln, Zwischenspeichern und Aufbereiten von Sensordaten bzw. Schweißdaten, die an ein Datennetzwerk der Schweißanlage übertragen werden.
  • Schweißperipheriegeräte werden während des Betriebes der Scheißanlage mit einem elektrischen Strom versorgt. Dies geschieht zunehmend mit einer sogenannten PoE, Power over Ethernet, Stromversorgung. Hierbei werden PoE-kompatible Geräte über ein PoE-Ethernetkabel mit Strom versorgt. Dabei bezieht das versorgte Gerät eine Energie nicht mehr über eigene Stromversorgungskabel, sondern über ein PoE-Ethernetkabel von dem jeweiligen Datennetz. Die PoE-Stromversorgung stellt eine separate Strom- bzw. Spannungsversorgung bereit, insbesondere, wenn die Geräte an schwer zugänglichen oder entfernten Anlagenteilen der Schweißanlage installiert sind. Bei Power over Ethernet-kompatiblen Geräten erfolgt sowohl die Stromversorgung als auch der Datentransfer über das PoE-Ethernetkabel. PoE bezeichnet hierbei ein Verfahren, bei welchem netzwerkfähige Geräte mittels einem vier- oder achtadrigen Netzwerkkabel mittels Strom betrieben bzw. versorgt werden. Hierbei gibt es unterschiedliche Standards und Normen wie beispielsweise die durch die Normenorganisation IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) herausgegebene IEEE 802.3af-2003, die IEEE 802.3at-2009 oder die IEEE 802.3bt-2018.
  • Allerdings müssen PoE, Power over Ethernet, Ethernetkabel ihrerseits innerhalb der Schweißanlage verlegt bzw. verkabelt werden. Befinden sich die Schweißperipheriegeräte an einer unzugänglichen Stelle, kann der Aufwand für die Verlegung bzw. Verkabelung von PoE-Ethernetkabeln beträchtlich sein und die Montage derartiger Geräte innerhalb der Schweißanlage erschweren. Daher werden zunehmend mobile Schweißperipheriegeräte eingesetzt, die über drahtlose Schnittstellen mit dem Datennetzwerk der Schweißanlage kommunizieren. Werden diese mobilen Schweißperipheriegeräte an unterschiedlichen Positionen innerhalb der Schweißanlage positioniert bzw. aufgestellt, erschwert dies beträchtlich die Verkabelung dieser mobilen Schweißperipheriegeräte mit PoE-Ethernetkabeln.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stromversorgungseinheit zur Stromversorgung von PoE-kompatiblen Geräten zu schaffen, bei der der Montageaufwand verringert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Die Erfindung schafft demnach eine PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit zur Stromversorgung von mindestens einem PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerät, das über ein PoE-Ethernetkabel an einer PoE-Buchse der PoE-Stromversorgungseinheit angeschlossen ist und von einer in der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltenen Batterie mit einem elektrischen Versorgungsstrom versorgt wird, wobei die in der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltene Batterie über Strombuchsen aufladbar ist, welche einen Gleichstrom über Stromkabel von einer an die Strombuchsen der PoE-Stromversorgungseinheit angeschlossenen Schweißstromquelle beziehen. Hierbei können die Strombuchsen der PoE-Stromversorgungseinheit beispielsweise direkt mit den Spannungsbuchsen der Schweißstromquelle verbunden sein.
  • Auf diese Weise ist es möglich, ein Schweißperipheriegerät lokal durch eine dort vorhandene Schweißstromquelle mit Strom bzw. Energie zu versorgen, ohne dass eine aufwändige Verkabelung mit einem entfernten Datennetzwerk oder einer sonstigen entfernten Stromquelle der Schweißanlage erfolgen muss. Auf diese Weise verringert sich der Montageaufwand zur Verkabelung bzw. Montage von Schweißperipheriegeräten innerhalb einer Schweißanlage erheblich. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße PoE-Stromversorgungseinheit eine höhere Flexibilität, insbesondere bei der Montage von mobilen Schweißperipheriegeräten an unterschiedlichen Positionen bzw. Stellen innerhalb der Schweißanlage.
  • Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Po-E-Stromversorgungseinheit ist die in einem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltene Batterie bzw. der darin enthaltene Akkumulator über einen durch eine Steuereinheit der PoE-Stromversorgungseinheit steuerbaren Laderegler mit dem über die Strombuchsen von der Schweißstromquelle bezogenen Gleichstrom aufladbar.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit wird der Laderegler durch die in der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltene Steuereinheit für einen Aufladevorgang oder für einen Entladevorgang der an dem Laderegler angeschlossenen Batterie gesteuert.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit hat die Steuereinheit der PoE-Stromversorgungseinheit Zugriff auf einen in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit integrierten oder in das Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit einsetzbaren oder daran anschließbaren Datenspeicher, insbesondere einen USB-Datenspeicher.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform bietet die PoE-Stromversorgungseinheit neben der Stromversorgung die zusätzliche Möglichkeit, Daten von Schweißperipheriegeräten lokal zu speichern. Die lokal gespeicherten Schweißdaten der Schweißperipheriegeräte können mithilfe eines tragbaren Datenträgers, insbesondere eines USB-Datenspeichers, zu einer Datenauswerteeinheit gelangen.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit sind die Strombuchsen der PoE-Stromversorgungseinheit über ein Tiefpassfilter, einen ersten Gleichrichter und einen ersten DC/DC-Wandler mit dem steuerbaren Laderegler verbunden und liefern den über die Stromkabel von der Schweißstromquelle gelieferten Gleichstrom an den steuerbaren Laderegler der PoE-Stromversorgungseinheit zum Aufladen der Batterie der PoE-Stromversorgungseinheit in einem Ladevorgang.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit weist die PoE-Stromversorgungseinheit mindestens einen DC-Hilfsstromeingang zum Bezug eines Hilfsstromes von einer externen DC-Hilfsstromquelle auf.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der DC-Hilfsstromeingang der PoE-Stromversorgungseinheit über einen zweiten Gleichrichter und einen zweiten DC/DC-Wandler mit dem steuerbaren Laderegler der PoE-Stromversorgungseinheit verbunden und liefert einen von der DC-Hilfsstromquelle gelieferten Gleichstrom an den steuerbaren Laderegler der PoE-Stromversorgungseinheit zum Aufladen der Batterie der PoE-Stromversorgungseinheit in einem Ladevorgang.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit ist der steuerbare Laderegler mit einem PoE-PSE, Power Sourcing Equipment, Manager, verbunden, welcher die Stromversorgung des an die PoE-Buchse der PoE-Stromversorgungseinheit angeschlossenen PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerätes durch die im Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltene Batterie überwacht.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit weist die PoE-Stromversorgungseinheit mindestens einen DC-Hilfsstromausgang zur Abgabe eines von der Batterie der PoE-Stromversorgungseinheit über den Laderegler bezogenen Hilfsstromes an eine externe Hilfsstromsenke auf.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit ist die in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltene Batterie manuell austauschbar.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit bezieht die PoE-Stromversorgungseinheit über die an dem DC-Hilfsstromeingang der PoE-Stromversorgungseinheit anschließbare Hilfsstromquelle einen von Photovoltaikmodulen einer Photovoltaikanlage erzeugten Gleichstrom, der zum Aufladen der im Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltenen Batterie über den Laderegler der PoE-Stromversorgungseinheit verwendet wird.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit bezieht die PoE-Stromversorgungseinheit einen durch eine an der PoE-Stromversorgungseinheit vorhandenen Wireless Charging Einheit erzeugten Gleichstrom, der zum Aufladen der im Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltenen Batterie über den Laderegler der PoE-Stromversorgungseinheit verwendet wird.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit weist die PoE-Stromversorgungseinheit mindestens einen AC-Hilfsstromeingang zum Bezug eines AC-Hilfsstromes von einer AC-Hilfsstromquelle auf, welcher von einem AC/DC-Wandler der PoE-Stromversorgungseinheit in einen Gleichstrom umgewandelt wird, welcher zum Aufladen der in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltenen Batterie über den Laderegler der PoE-Stromversorgungseinheit verwendet wird.
  • Bei der AC-Hilfsstromquelle kann es sich beispielsweise um einen Wechselrichter einer Photovoltaikanlage handeln.
  • Die Erfindung schafft ferner gemäß einem weiteren Aspekt eine Schweißanlage mit einer Schweißstromquelle zur Versorgung eines Schweißbrenners mit einem Schweißstrom und mit mindestens einem PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerät, das über ein PoE-Ethernetkabel an einer PoE-Buchse einer PoE-Stromversorgungseinheit gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung angeschlossen ist und darüber einen Versorgungsstrom bezieht.
  • In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißanlage weist das an die PoE-Buchse der PoE-Stromversorgungseinheit über das PoE-Ethernetkabel angeschlossene Schweißperipheriegerät ein Schweißdatensammelgerät zum Sammeln, Zwischenspeichern und Aufbereiten von Schweißdaten während eines Schweißprozesses auf.
  • In einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißanlage ist das an die PoE-Buchse der PoE-Stromversorgungseinheit über das PoE-Ethernetkabel angeschlossene Schweißperipheriegerät über eine drahtlose Schnittstelle des Schweißperipheriegerätes mit einem Zugangspunkt eines Datennetzwerkes der Schweißanlage angeschlossen.
  • Bei der drahtlosen Schnittstelle kann es sich um eine WLAN- oder Bluetooth-Schnittstelle handeln.
  • Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißanlage ist der Zugangspunkt des Datennetzwerkes über einen Ethernet-Switch mit einem Rechner und/oder mit einem Server des Datennetzwerkes verbunden. Der Zugangspunkt des Datennetzwerkes kommuniziert über die drahtlose Schnittstelle mit dem Schweißperipheriegerät, welches durch die PoE-Stromversorgungseinheit mit elektrischem Strom versorgt wird.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißanlage weist die PoE-Stromversorgungseinheit eine Ethernetbuchse zur Verbindung mit einem Ethernet-Switch des Datennetzwerkes der Schweißanlage auf.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißanlage weist das an die PoE-Buchse der PoE-Stromversorgungseinheit über ein PoE-Ethernetkabel angeschlossene Schweißperipheriegerät ein Sensorgerät, ein Eingabegerät, ein Anzeigegerät und/oder ein Drahtvorschubgerät auf.
  • Im Weiteren werden die Ausführungsformen der erfindungsgemä-ßen Schweißanlage und der darin vorgesehenen PoE-Stromversorgungseinheit unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißanlage mit einer darin vorgesehenen PoE-Stromversorgungseinheit;
    • 2 ein Blockschaltbild zur Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit, die in der in 1 dargestellten Schweißanlage verwendet werden kann; und
    • 3a, 3b zeigen verschiedene Möglichkeiten für eine Datenkommunikation zwischen einem Schweißperipheriegerät der Schweißanlage mit einem Datennetzwerk der Schweißanlage.
  • Wie man in 1 erkennen kann, verfügt eine Schweißanlage 1 mindestens über eine Schweißstromquelle 2, die einen Schweißbrenner 3 mit einem Schweißstrom versorgt. Bei der in 1 schematisch dargestellten Schweißanlage fließt der Schweißstrom vom Pol 17-1 der Schweißstromquelle 2 über ein Schweißkabel 6-2 zu einem Drahtvorschubgerät 4, und weiter über ein Schweißkabel 6-2 hin zum Schweißbrenner 3. Der Rückfluss des Schweißstroms erfolgt vom Werkstück über das Schweißkabel 6-1 zum Schweißdatensammelgerät 5 und weiter über das Schweißkabel 6-1 hin zum Pol 17-2 der Schweißstromquelle. Der Schweißbrenner 3 führt einen Schweißprozess an einem Werkstück W durch, wie in 1 schematisch dargestellt. Während des Schweißprozesses kann dem Schweißbrenner 3 bei einer möglichen Ausführungsform über ein Drahtvorschubgerät 4 eine Schweißdrahtelektrode zugeführt werden. Das Drahtvorschubgerät 4 stellt ein Schweißperipheriegerät der Schweißanlage 1 dar. In dem dargestellten Beispiel ist ein weiteres Schweißperipheriegerät 5 über eine Masseleitung 6-1 und eine Schweißzange 7 mit dem Werkstück W verbunden. Bei dem Schweißperipheriegerät 5 handelt es sich beispielsweise um ein Schweißdatensammelgerät zum Sammeln, Zwischenspeichern und Aufbereiten von Schweißdaten, welche während eines Schweißprozesses der Schweißanlage 1 bereitgestellt werden. Diese Schweißdaten können beispielsweise durch Sensoren bzw. Sensorgeräte erzeugt werden. Bei dem in 1 dargestellten Beispiel ist eine Sensoreinheit 8 vorgesehen, welche Schweißdaten wie beispielsweise Schweißspannung, Schweißstrom, Drahtvorschubgeschwindigkeit, Kühlmediendurchfluss und bzw. oder Gasdurchfluss an das Schweißdatensammelgerät 5 während des Schweißprozesses liefert und über eine Leitung 20 mit dem Schweißdatensammelgerät 5 verbunden ist. Bei dem Schweißdatensammelgerät 5 handelt es sich beispielsweise um einen sogenannten Weld Cube Connector. Das Schweißdatensammelgerät 5 stellt seinerseits ein Schweißperipheriegerät der Schweißanlage 1 dar. Die verschiedenen Schweißperipheriegeräte der Schweißanlage 1 sind vorzugsweise PoE, Power over Ethernetkompatible Schweißperipheriegeräte, d.h. sie verfügen über mindestens eine PoE-Buchse zum Anschluss eines PoE, Power o-ver Ethernet, Ethernetkabels. Das Schweißperipheriegerät 5 bzw. der Weld Cube Connector, kann bei einer bevorzugten Ausführungsform über eine drahtlose Schnittstelle mit einem Zugangspunkt (Access Point AP) 9 des Datennetzwerkes 10 der Schweißanlage 1 kommunizieren. Bei der drahtlosen Schnittstelle kann es sich beispielsweise um eine WLAN-Schnittstelle oder eine Bluetooth-Schnittstelle handeln. Der Zugangspunkt 9 des Datennetzwerkes 10 der Schweißanlage 1 kann mit einem Transceiver, welcher in dem Gehäuse des Weld Cube Connectors 5 integriert ist, bidirektional kommunizieren. Das Schweißdatensammelgerät 5 überträgt beispielsweise Schweißdaten, welche Schweißparameter des Schweißprozesses betreffen, über die drahtlose Schnittstelle zu dem Zugriffspunkt 9 des Datennetzwerkes 10. Bei einer möglichen Ausführungsform ist der Zugangspunkt 9 des Datennetzwerkes 10 beispielsweise über einen Ethernet-Switch 11 mit einem Rechner 12 und/oder mit einem Server 13 des Datennetzwerkes 10 verbunden. Die verschiedenen Geräte der Schweißanlage 1 können über PoE, Power over Ethernet, Kabel 14 miteinander verkabelt werden, wie in 1 schematisch dargestellt. Beispielsweise ist der Weld Cube Connector 5 bzw. das Schweißperipheriegerät zum Sammeln und Verarbeiten von Schweißstromdaten über ein PoE, Power over Ethernet, Kabel 14-1 mit einer PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15 gemäß der Erfindung verbunden und bezieht hierüber einen elektrischen Versorgungsstrom. Die Po-E, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15 dient zur Stromversorgung von mindestens einem PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerät, beispielsweise dem in 1 dargestellten Weld Cube Connector 5. Dieser wird über das PoE-Ethernetkabel 14-1 an eine PoE-Buchse 15B-1 der PoE-Stromversorgungseinheit 15 angeschlossen und von einer in der PoE-Stromversorgungseinheit enthaltenen Batterie 15A bei Bedarf mit einem elektrischen Versorgungsstrom versorgt. Die in der PoE-Stromversorgungseinheit 15 enthaltene Batterie bzw. Akkumulator 15A, ist dabei über Strombuchsen 15C aufladbar, welche einen Gleichstrom über Stromkabel 16-1, 16-2 von Stromanschlussbuchsen 17-1, 17-2 der Schweißstromquelle 2 beziehen. Der Weld Cube Connector 5 kann über das PoE-Ethernetkabel 14-1 sowohl Strom beziehen als auch Daten mit der PoE, Power o-ver Ethernet, Stromversorgungseinheit 15 austauschen. Wie man aus 1 erkennen kann, muss das Schweißperipheriegerät 5, d.h. der Weld Cube Connector, nicht mit dem Datennetzwerk 10 über Leitungen verbunden werden, sondern kann Daten über die drahtlose Schnittstelle mit dem Zugangspunkt 9 des Datennetzwerkes 10 austauschen. Die Stromversorgung des Weld Cube Connectors 5 erfolgt lokal über die PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15, die ihrerseits einen elektrischen Versorgungsstrom von der lokal vorhandenen Schweißstromquelle 2 bezieht. Es ist somit bei der erfindungsgemäßen Schweißanlage 1 nicht erforderlich, das Schweißperipheriegerät 5, bzw. den Weld Cube Connector, oder auch ein sonstiges Schweißperipheriegerät, das sich in der Nähe der Schweißstromquelle 2 befindet, über ein Kabel, insbesondere über ein PoE-Ethernetkabel mit dem Datennetzwerk 10 zu verbinden, um eine Stromversorgung des Schweißperipheriegerätes 5 zu gewährleisten. Hierdurch wird der Montageaufwand, insbesondere der Verkabelungsaufwand zur Verkabelung und Montage der verschiedenen Schweißperipheriegeräte, bzw. der in 1 dargestellten Schweißperipheriegeräte 4, 5, erheblich reduziert.
  • Weiterhin ist es möglich, Schweißperipheriegeräte auch direkt über ein PoE-Ethernetkabel, beispielsweise das in 1 dargestellte PoE-Ethernetkabel 14-2, mit der Schweißstromquelle 2 zu verbinden, sofern die Schweißstromquelle 2 über eigene PoE-Buchsen verfügt. Falls die Schweißstromquelle 2 nicht über PoE-Buchsen verfügt, kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15 eine zuverlässige Stromversorgung eines oder mehrerer Schweißperipheriegeräte gewährleistet werden. Die PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15 kann auch als PoE-Injektor bezeichnet werden. Die PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15 kann mit einem von der Schweißstromquelle 2 stammenden Strom bzw. Spannung gespeist werden.
  • Die erfindungsgemäßen Schweißanlage 1 weist somit mindestens eine von einer Schweißstromquelle gespeiste Stromversorgungseinheit 15 zur Versorgung eines oder mehrerer Schweißperipheriegeräte der Schweißanlage 1 auf.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15.
  • Die PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15 weist eingangsseitig Schweißbuchsen 15C zum Anschluss an eine Schweißstromquelle 2 über Stromversorgungskabel 16-1, 16-2 auf. Die PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit 15 weist beispielsweise zwei Schweißstrombuchsen 15C-1,15C-2 zum Anschluss an die Schweißstromquelle 2 auf, wie in 2 dargestellt. In einem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 befindet sich mindestens eine wiederaufladbare Batterie 15A, wie im Blockschaltbild gemäß 2 dargestellt. Die PoE-Stromversorgungseinheit 15 dient zur Stromversorgung von mindestens einem PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerät, das über ein zugehöriges PoE-Ethernetkabel 14-i an eine PoE-Buchse 15B-i der PoE-Stromversorgungseinheit 15 anschließbar ist. Sobald das PoE-kompatible Schweißperipheriegerät über das zugehörige PoE-Ethernetkabel 14-i an eine PoE-Buchse 15B-i der PoE-Stromversorgungseinheit 15 angeschlossen ist, kann es über das PoE-Ethernetkabel mit einem elektrischen Strom I versorgt werden. Weiterhin kann das Schweißperipheriegerät, beispielsweise das in 2 dargestellte Schweißperipheriegerät 5, bei dem es sich beispielsweise um den Weld Cube Connector handelt, über das PoE-Ethernetkabel 14-1 auch Daten mit der PoE-Stromversorgungseinheit 15 austauschen. Die in der PoE-Stromversorgungseinheit 15 enthaltene Batterie 15 A ist über die Strombuchsen 15C aufladbar, welche einen Gleichstrom über Stromkabel 16-1, 16-2 von der Schweißstromquelle 2 beziehen. Die in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 enthaltene Batterie 15A ist über einen durch eine Steuereinheit 15D der PoE-Stromversorgungseinheit 15 steuerbaren Laderegler 15E mit dem über die Strombuchsen 15C von der Schweißstromquelle 2 bezogenen Gleichstrom aufladbar. Der Laderegler 15E führt einen Auflade- oder Entladevorgang an der wiederaufladbaren Batterie 15A durch. Dabei wird er durch eine im Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 integrierte Steuereinheit 15D gesteuert. Die Steuereinheit 15D weist beispielsweise einen programmierbaren Mikroprozessor zur Durchführung eines Auflade- oder Entladeprogrammes auf. Der Laderegler 15E wird durch die in der PoE-Stromversorgungseinheit 15 enthaltene Steuereinheit 15D bei einen Aufladevorgang oder einem Entladevorgang der an den Laderegler 15E angeschlossenen Batterie 15A gesteuert. In einer möglichen Ausführungsform weist die Steuereinheit 15D Zugriff auf einen Datenspeicher auf. Bei diesem Datenspeicher kann es sich bei einer möglichen Ausführungsform um einen in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 integrierten Datenspeicher, beispielsweise einen dort vorgesehenen RAM-Speicher handeln. Es kann sich bei dem Datenspeicher auch um einen einsetzbaren oder anschließbaren Datenspeicher bzw. Datenträger handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Datenspeicher um einen USB-Datenspeicher bzw. USB-Speicherstick 17 handeln, wie er in 2 dargestellt ist. Der USB-Datenspeicher 17 dient beispielsweise zur Speicherung von Schweißdaten, welche die PoE-Stromversorgungseinheit 15 von angeschlossenen Schweißperipheriegeräten, beispielsweise von dem in 1 dargestellten Weld Cube Connector 5, über Datenleitungen eines Po-E-Ethernetkabels 14 erhält. Ein Nutzer kann den USB-Datenspeicher 17 von einem entsprechenden Slot des Gehäuses der PoE-Stromversorgungseinheit 15 abziehen und beispielsweise zu einem Rechner 12 des Datennetzwerkes 10 tragen, um ihn dort in einen entsprechenden USB-Slot einzusetzen und auf diese Weise die Schweißdaten in den Rechner 12 auszulesen. In der Regel werden allerdings die Schweißdaten über die drahtlose Schnittstelle direkt von dem Weld Cube Connector 5 an einen Zugangspunkt 9 des Datennetzwerkes 10 zur weiteren Auswertung übertragen. Der USB-Datenspeicher 17 stellt somit eine Möglichkeit dar, bei Ausfall der drahtlosen Datenverbindung die in dem Weld Cube Connector 5 gesammelten Schweißstromdaten durch manuelles Überbringen des Datenspeichers an den Rechner 12 des Datennetzwerkes 10 zu übermitteln. Es besteht somit neben der drahtlosen Verbindung auch eine Möglichkeit Schweißstromdaten in das Datennetzwerk 10 mit Hilfe des USB-Sticks 17 zu übermitteln.
  • In einer möglichen Ausführungsform sind die Strombuchsen 15C der PoE-Stromversorgungseinheit 15 über ein Tiefpassfilter 15F, einen ersten Gleichrichter 15G und einen ersten DC/DC-Wandler 15H mit dem steuerbaren Laderegler 15E verbunden. Die Strombuchsen 15C liefern über das Tiefpassfilter 15F, den ersten Gleichrichter 15G und den DC/DC-Wandler 15H den von der Schweißstromquelle 2 über die Stromkabel 16-1, 16-2 bezogenen Strom als Gleichstrom an den steuerbaren Laderegler 15E,welcher diesen erhaltenen Strom zum Aufladen der wiederaufladbaren Batterie 15A in einem Ladevorgang verwendet. Das Tiefpassfilter 15F dient auch als Hochfrequenzschutz zur Steigerung der elektromagnetischen Verträglichkeit EMV. Der erste DC/DC-Wandler 15H führt eine Spannungsanpassung durch und bietet gleichzeitig vorzugsweise eine galvanische Trennung des Ladereglers 15E von den Strombuchsen 15C.
  • In einer möglichen Ausführungsform weist die PoE-Stromversorgungseinheit 15 mindestens einen DC-Hilfsstromeingang 151 zum Bezug eines DC-Hilfsstromes von einer externen DC-Hilfsstromquelle auf. Der DC-Hilfsstromeingang 151 ist über einen zweiten Gleichrichter 15J und einen zweiten DC/DC-Wandler 15K mit dem steuerbaren Laderegler 15E verbunden, welcher einen von der externen Hilfsstromquelle gelieferten Gleichstrom zum Aufladen der wiederaufladbaren Batterie 15A der PoE-Stromversorgungseinheit 15 in einem Aufladevorgang verwendet.
  • Der steuerbare Laderegler 15E ist in einer bevorzugten Ausführungsform mit einem PoE-PSE, Power Sourcing Equipment, Managementeinheit 15L verbunden, die die Stromversorgung des an die mindestens eine vorhandene PoE-Buchse 15B der PoE-Stromversorgungseinheit 15 angeschlossenen PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerätes 5 über die in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 enthaltene wiederaufladbare Batterie 15A überwacht und managt. Der PoE-PSE-Manager 15L kann bei einer möglichen Ausführungsform feststellen, ob ein PoEkompatibles Gerät an die PoE-Buchse 15B angeschlossen worden ist und mit elektrischem Strom versorgt werden muss. Dabei kann bei einer möglichen Ausführungsform über den Stromfluss ein Innenwiderstand des versorgten PoE-kompatiblen Gerätes, beispielsweise des Weld Cube Connectors 5, festgestellt werden. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann eine Kompatibilität zwischen dem Power Sourcing Equipment PSE und dem versorgten Schweißperipheriegerät in einem sogenannten Resistive Power Discovery Verfahren ermittelt werden. Bei diesem Verfahren prüft die PoE-PSE-Managementeinheit 15L der PoE-Stromversorgungseinheit 15 mit Hilfe einer Messschaltung einen Widerstand und eine Kapazität des angeschlossenen Power Device bzw. des über das PoE-Ethernetkabel 14 angeschlossenen Peripheriegerätes. Erst wenn festgestellt wird, dass die beiden Geräte miteinander kompatibel sind, versorgt der PoE-PSE-Manager 15L das angeschlossene PoE-kompatible Schweißperipheriegerät über das zugehörige PoE-Ethernetkabel 14.
  • In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die PoE-Stromversorgungseinheit 15 mindestens einen DC-Hilfsstromausgang 15M auf zur Abgabe eines von der Batterie 15A der PoE-Stromversorgungseinheit 15 über den Laderegler 15E bezogenen Hilfsstromes an eine externe Hilfsstromsenke, beispielsweise ein Niederspannungs- bzw. Kleinspannungsgerät. Man erkennt in 2 den Anschluss des derartigen Kleinspannungsgerätes 18 über eine Leitung 19 an den DC-Hilfsstromausgang 15M der PoE-Stromversorgungseinheit 15. Bei dem Gerät 18 kann es sich um unterschiedliche Geräte handeln, beispielsweise eine Steuer- oder Sensoreinheit der Schweißanlage 1. Bei dem Gerät 18 kann es sich auch um ein tragbares Gerät handeln, beispielsweise auch um ein mobiles Telefongerät eines Nutzers oder dergleichen. Der DC-Hilfsstromausgang 15M liefert beispielsweise eine Gleichspannung von 24 V zum Anschluss einen externen Niederspannungsgerätes 18 der Schweißanlage 1. Bei einer möglichen Implementierung ist die Ausgangsspannung bzw. Amplitude des Gleichstromes, welcher von dem DC-Hilfsstromausgang 15M abgegeben wird, durch die Steuereinheit 15D durch Ansteuerung des Ladereglers 15E steuerbar bzw. einstellbar. In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit 15 verfügt die PoE-Stromversorgungseinheit 15 auch über eine lokale Nutzerschnittstelle, die mit der integrierten Steuereinheit 15D verbunden ist, sodass ein Nutzer gewisse Einstellungen an der PoE-Stromversorgungseinheit 15 lokal vornehmen kann. Die Nutzerschnittstelle kann bei einer möglichen Ausführungsform auch Anzeigeeinheiten aufweisen. Die in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 vorgesehene Batterie 15A ist bei einer möglichen Ausführungsform manuell austauschbar bzw. auswechselbar vorgesehen.
  • Bei einer möglichen Ausführungsform weist die PoE-Stromversorgungseinheit 15 ferner eine Ethernetbuchse 15N auf, die es erlaubt, die PoE-Stromversorgungseinheit 15 über ein Ethernetkabel mit einer Ethernet-Switch 11 des Datennetzwerkes 10 der Schweißanlage 1 zu verbinden. Sofern die Gegebenheiten der Schweißanlage 1 es erlauben, kann bei dieser Ausführungsform zusätzlich ein Ethernetkabel zwischen einer Ethernet-Switch 11 eines Datennetzwerkes 10 der Schweißanlage 1 und dem Etherneteingang 15N der PoE-Stromversorgungseinheit 15 verlegt werden. Bei diesem Ethernetkabel kann es sich bei einer möglichen Ausführungsform auch um ein Power over Ethernet-Kabel handeln. Auf diese Weise ist es möglich, auch Daten zwischen dem Datennetzwerk 10 und dem Schweißperipheriegerät, beispielsweise dem in 1 dargestellten Peripherieschweißgerät 5, über die PoE-Stromversorgungseinheit 15 bidirektional auszutauschen.
  • In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der PoE-Stromversorgungseinheit 15 eine PoE-Buchse 15B vorgesehen. In einer alternativen Ausführungsform können in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 auch mehrere PoE-Buchsen 15B vorgesehen sein, welche durch die PoE-PSE-Managementeinheit 15L überwacht werden. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere Schweißperipheriegeräte an die PoE-Stromversorgungseinheit 15 anzuschließen. Die an die PoE-Buchsen 15B-i der PoE-Stromversorgungseinheit 15 über PoE-Ethernetkabel 14-i angeschlossenen Schweißperipheriegeräte umfassen beispielsweise Sensorgeräte, Eingabegeräte, Anzeigegeräte oder auch beispielsweise Drahtvorschubgeräte. Auch weitere sonstige Schweißperipheriegeräte können an verfügbare PoE-Ethernetbuchsen 15B-i der PoE-Stromversorgungseinheit 15 angeschlossen werden.
  • In einer möglichen Ausführungsform kann die PoE-Stromversorgungseinheit 15 auch mit anderen lokal vorhandenen Anlagen verbunden werden, beispielsweise mit einer Photovoltaikanlage. Beispielsweise können Photovoltaikmodule einer Photovoltaikanlage über den DC-Hilfsstromeingang 151 einen DC-Strom liefern, der zum Laden der Batterie 15A verwendet wird. In einer weiteren möglichen Ausführungsform verfügt die PoE-Stromversorgungseinheit 15 zusätzlich auch über einen AC-Hilfsstromeingang zum Bezug eines AC-Hilfsstromes von einer AC-Hilfsstromquelle. Bei dieser AC-Hilfsstromquelle kann es sich beispielsweise um einen Wechselrichter einer Photovoltaikanlage handeln. Der gelieferte AC-Strom wird durch einen AC/DC-Wandler innerhalb des Gehäuses der PoE-Stromversorgungseinheit 15 in einen Gleichstrom umgewandelt, welcher durch den Laderegler 15E zum Aufladen der wiederaufladbaren Batterie 15A verwendet werden kann.
  • 3a, 3b zeigen verschiedene Verbindungsmöglichkeiten für die Verbindung eines PoE-gespeisten Schweißperipheriegerätes an ein Datennetzwerk 10 zur Vornahme eines Datenaustausches. In einer möglichen Ausführungsform erfolgt der Datenaustausch zwischen dem Datennetzwerk 10 und dem Schweißperipheriegerät über PoE-Ethernetkabel 14, beispielsweise über eine PoE-Stromversorgungseinheit 15, wie sie im Blockschaltbild der 2 dargestellt ist.
  • In 3a ist die PoE-Stromversorgungseinheit 15 über ein PoE-Ethernetkabel 14-3 mit einem Ethernet-Switch 11 des Datennetzwerkes 10 verbunden. Das Ethernet-Switch 11 des Datennetzwerkes 10 kann seinerseits über PoE-Ethernetkabel 14-4, 14-5 mit einem Rechner 12 oder einem Server 13 des Datennetzwerkes 10 verbunden sein, wie in 3a dargestellt. Der Datenaustausch zwischen dem Weld Cube Connector 5 und dem Datennetzwerk 10 setzt eine entsprechende Kabelinfrastruktur innerhalb der Schweißanlage 1 voraus.
  • 3b zeigt eine alternative Datenanbindung eines Schweißperipheriegerätes, beispielsweise eines Weld Cube Connectors 5, an ein Datennetzwerk 10 über eine drahtlose Datenschnittstelle. In der in 3b dargestellten Anordnung wird das Schweißperipheriegerät 5 nicht über ein PoE-Ethernetkabel von dem Datennetzwerk 10 mit Strom versorgt, sondern lokal über ein PoE-Ethernetkabel, das in eine PoE-Stromversorgungseinheit 15 gemäß der Erfindung eingesteckt wird.
  • Durch die Verwendung von PoE-Ethernetkabeln 14 zur lokalen Stromversorgung im Schweißbereich können Normen, insbesondere elektromagnetische Verträglichkeit von Netzteilen, Brandschutz usw. sowie mechanische Anforderungen auf einfache Weise erfüllt werden. Weiterhin lässt sich durch die Verwendung von PoE-Ethernetkabeln 14 die technische Anforderung hinsichtlich eines intelligenten Powermanagements für dezentrale Schweißsysteme optimieren. Hierzu kann die PoE-Stromversorgungseinheit einen PoE-PSE-Manager 15L aufweisen.
  • Damit bei Schweißstrom-Versorgungspausen die Energieversorgung der Komponenten, insbesondere der Schweißperipheriegeräte aufrechterhalten werden kann, weist die PoE-Stromversorgungseinheit 15 vorzugsweise einen Akkumulator bzw. eine wiederaufladbare Batterie 15A als Stromquelle auf. Die wiederaufladbare Batterie 15A kann beispielsweise während der Leerlaufphase der Schweißstromquelle 2, über die Leerlaufspannung, und bzw. oder während eines Schweißvorgangs, über die Arbeitsspannung, durch die Schweißstromquelle 2 geladen werden. Weiterhin kann bei einer möglichen Ausführungsform auch die Wiederaufladung der Batterie 15A über ein externes Netzteil erfolgen. Alternativ kann auch eine AC/DC-Stromversorgung mit einer externen Stromquelle zum Aufladen der Batterie 15A herangezogen werden. Weiterhin kann auch ein oder mehrere Photovoltaikmodule beispielsweise über den DC-Hilfsspannungseingang 15I Strom zum Aufladen der Batterie 15A bereitstellen. Weiterhin kann die wiederaufladbare Batterie 15A nach ihrer Entladung durch eine andere aufgeladene Batterie 15A ersetzt werden.
  • Die erfindungsgemäße PoE-Stromversorgungseinheit 15 bietet den Vorteil, dass außer einem Netzkabel für das Schweißgerät kein weiteres Kabel zur Stromversorgung der Schweißperipheriegeräte verlegt werden muss. Mit Hilfe der erfindungsgemä-ßen PoE-Stromversorgungseinheit 15 ist es möglich, beliebige PoE-kompatible Geräte mit Strom zu versorgen, beispielsweise Fernsteller, Datenerfassungsgeräte, Sensorgeräte und bzw. oder Anzeigegeräte. Weiterhin kann eine Standby-Versorgung von Steuerkomponenten erreicht werden, um eine Datenverbindung zur Infrastruktur aufrechtzuerhalten. Es ist möglich Spitzenleistungen abzudecken, selbst bei schwacher PoE-Stromversorgung der Infrastruktur. Erfindungsgemäß ist somit eine Energie- bzw. Stromversorgung von beliebigen PoE-kompatiblen Geräten, insbesondere Schweißperipheriegeräten, mit Hilfe der erfindungsgemäßen PoE-Stromversorgungseinheit 15 möglich, die an Schweißbuchsen einer Schweißstromquelle 2 anschließbar ist. Die erfindungsgemäße PoE-Stromversorgungseinheit 15 muss nicht ständig an die Schweißstromquelle 2 über Stromkabel angeschlossen sein. Durch Vorsehen der wiederaufladbaren Batterie 15A kann die erfindungsgemäße PoE-Stromversorgungseinheit 15 auch zeitweise von der Schweißstromquelle 2 getrennt werden, und dennoch eine oder mehrere Peripherieschweißgeräte über PoE-Ethernetkabel 14 zeitweise mit Strom versorgen. Bei einer möglichen Implementierung weist die PoE-Stromversorgungseinheit 15 zudem ein Nutzerinterface, insbesondere ein graphisches Nutzerinterface mit Anzeigeeinheit auf, welche dem Nutzer den Ladezustand der wiederaufladbaren Batterie 15A anzeigt und ihn gegebenenfalls darauf hinweist, bei entladener Batterie 15A die Stromversorgungseinheit 15 an die Schweißstromquelle 2 oder eine sonstige lokal verfügbare Stromquelle anzuschließen. In einer weiteren möglichen Ausführungsform wird der Ladezustand SoC der wiederaufladbaren Batterie 15A durch die Steuereinheit 15D der PoE-Stromversorgungseinheit 15 überwacht und bei Unterschreiten eines Schwellenwertes ein Anzeigesignal über eine Steuerschnittstelle an eine Steuerung der Schweißanlage 1 übermittelt. Hierzu kann die PoE-Stromversorgungseinheit 15 das Anzeigesignal in einer möglichen Ausführungsform über das PoE-Stromversorgungskabel 14-1 beispielsweise an einen Weld Cube Connector 5 übermitteln, welcher über die drahtlose Schnittstelle das Anzeigesignal an den Zugangspunkt 9 des Datennetzwerkes 10 der Schweißanlage 1 überträgt. Auf diese Weise kann der Rechner 12 oder der Server 13 des Datennetzwerkes 10 über den Betriebszustand, insbesondere über den Ladezustand SoC der wiederaufladbaren Batterie 15A in Echtzeit in Kenntnis gesetzt werden. Sinkt beispielsweise der Ladezustand SoC der wiederaufladbaren Batterie 15A unter einen kritischen Minimalwert ab, beispielsweise weil die PoE-Stromversorgungseinheit 15 nicht an eine Schweißstromquelle 2 lokal angeschlossen werden kann, so kann die Steuerung der Schweißanlage 1 einen Operator bzw. Nutzer dazu veranlassen, die in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 enthaltene entleerte Batterie 15A gegen eine aufgeladene Batterie auszutauschen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann somit die Steuereinheit 15D der PoE-Stromversorgungseinheit 15 über ein entsprechend ausgerüstetes Schweißperipheriegerät, beispielsweise einen Weld Cube Connector 5 mit darin integriertem Transceiver, drahtlos mit dem Datennetzwerk 10 der Schweißanlage 1 kommunizieren und Daten austauschen. Diese Daten können beispielsweise einen Betriebszustand der Stromversorgungseinheit 15 anzeigen. In Abhängigkeit von dem angezeigten Ladezustand SoC der Batterie 15A innerhalb der PoE-Stromversorgungseinheit 15 kann die Steuerung der Schweißanlage 1 andere Anlagen aktivieren und bei Bedarf die Batterie 15A wieder aufzuladen, beispielsweise mittels einer Photovoltaikanlage.
  • Die PoE-Stromversorgungseinheit 15 kann bei einer möglichen Ausführungsform zusätzliche Verbrauchseinheiten, insbesondere PoE-kompatible Verbrauchsgeräte erkennen. Dabei kann beispielsweise der PoE-PSE-Manager 15L auch den Energieverbrauch der angeschlossenen PoE-kompatiblen Peripheriegeräte ermitteln und beispielsweise PoE-kompatible Geräte in bestimmten Situation gegebenenfalls zu- oder wegschalten. Beispielsweise kann der PoE-PSE-Manager 15L Peripheriegeräte geringerer Priorität abschalten, um andere PoE-kompatible Peripheriegeräte, die eine hohe Priorität aufweisen, weiterhin mit Strom zu versorgen.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die PoE-Stromversorgungseinheit 15 bei einem auftretenden Netzwerkausfall automatisch erkennen, ob ein anderer Datenspeicher als der in dem Weld Cube Connector 5 enthaltene Datenspeicher vorhanden ist. In diesem Fall kann die Steuereinheit 15D der PoE-Stromversorgungseinheit 15 Daten, insbesondere Daten hinsichtlich von Schweißparametern, auf den vorhandenen Datenspeicher schreiben, um beispielsweise Schreibzyklen innerhalb des Weld Cube Connectors 5 möglichst gering zu halten und um Speicherplatz des lokalen Datenspeichers des Weld Cube Connectors 5 einzusparen. Beispielsweise hat die Steuereinheit 15D der PoE-Stromversorgungseinheit 15 Zugriff auf einen USB-Memorystick 17, wie in 2 dargestellt. Auf diese Weise bietet die PoE-Stromversorgungseinheit 15 nicht nur eine zuverlässige Stromversorgung, sondern auch ein höheres Datenspeichervolumen zum Speichern von Schweißdaten, insbesondere bei längeren Offlinezeiten der Schweißanlage 1.
  • Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die erfindungsgemäße PoE-Stromversorgungseinheit 15 einen Betriebszustand der Schweißstromquelle 2 über die angeschlossenen Strombuchsen 15C automatisch erkennen, beispielsweise über eine Spannungs- oder Strommessung. Die Steuerung 15D der PoE-Stromversorgungseinheit 15 kann beispielsweise erkennen, ob sich die Schweißstromquelle 2 in einem Schweißbetrieb, einem Leerlaufbetrieb oder beispielsweise in einem Zündbetrieb befindet.
  • In einem Betriebszustand Leerlauf, bei dem der Schweißkreis nicht geschlossen ist, wird beispielsweise die Strom- bzw. Leistungsaufnahme der PoE-Stromversorgungseinheit 15 soweit begrenzt, dass die Stromquelle 2 den Energieverbrauch der Po-E-Stromversorgungseinheit 15 nicht als Zündung fehlerkennt. Es können in der PoE-Stromversorgungseinheit 15 auch Sperrdrosseln vorgesehen werden, welche eine Entkopplung von Zündimpulsen während des Zündprogramms gewährleisten. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die Steuereinheit 15D der PoE-Stromversorgungseinheit 15 nicht nur den Ladezustand SoC der eigenen wiederaufladbaren Batterie 15A erkennen, sondern auch den Ladezustand SoC von Akkumulatoren bzw. Batterien von angeschlossenen Schweißperipheriegeräten, beispielsweise des in 2 dargestellten Weld Cube Connectors 5. Beispielsweise kann bei einer möglichen Ausführungsform die Steuereinheit 15D über den Laderegler 15E und den PoE-PSE-Manager 15L elektrische Ladung von der eigenen wiederaufladbaren Batterie 15A an eine Batterie eines angeschlossenen Schweißperipheriegerätes 5 übertragen bzw. verlagern, sobald die Steuereinheit 15D erkennt, dass das über das PoE-Ethernetkabel 14 angeschlossene Schweißperipheriegerät eine entleerte Batterie hat, die dessen Funktionsfähigkeit beeinträchtigt. Die erfindungsgemäße PoE-Stromversorgungseinheit 15 erlaubt somit ein gezieltes dezentrales Management der Ladezustände von Batterien, die in daran angeschlossenen Peripheriegeräten enthalten sind. Zur Transferierung elektrischer Ladung kann die integrierte Steuereinheit 15D der PoE-Stromversorgungseinheit 15 über Datenleitungen des PoE-Ethernetkabels mit einer in dem angeschlossenen Peripheriegerät integrierten Steuerung kommunizieren, um einen gesteuerten bzw. gezielten Ladeübergang ausgehend von einer Ausgangsbatterie in eine Zielbatterie vorzunehmen. Umgekehrt kann die Steuerung 15D bei Bedarf auch elektrische Ladung aus Batterien von angeschlossenen Peripheriegeräten entziehen und zum Aufladen der eigenen Batterie 15A heranziehen, sofern dies die Situation erfordert. Bei einer möglichen Ausführungsform können die Ladezustände der Batterien der verschiedenen angeschlossenen Schweißperipheriegeräte sowie der in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit 15 enthaltenen wiederaufladbaren Batterie 15A über eine drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle an eine Steuerung der Schweißanlage 1 gemeldet werden und dort einem Nutzer angezeigt werden.
  • Die erfindungsgemäße PoE-Stromversorgungseinheit 15 bietet eine zuverlässige Stromversorgung verschiedener Schweißperipheriegeräte und somit eine Erhöhung der Effizienz und Zuverlässigkeit der Schweißanlage 1. An der Schweißanlage 1 können eine oder mehrere PoE-Stromversorgungseinheiten 15 eingesetzt werden, je nachdem wie hoch die Anzahl der dort vorgesehenen Schweißperipheriegeräte ist. Bei einer möglichen Implementierung kann eine PoE-Stromversorgungseinheit 15 auch in dem Gehäuse eines Schweißperipheriegerätes integriert werden.

Claims (16)

  1. PoE, Power over Ethernet, Stromversorgungseinheit (15) zur Stromversorgung von mindestens einem PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerät (4, 5), das über ein PoE-Ethernetkabel (14) an eine PoE-Buchse (15B) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) angeschlossen ist und von zumindest einer in der PoE-Stromversorgungseinheit (15) enthaltenen Batterie (15A) mit einem elektrischen Versorgungsstrom zumindest teilweise versorgt wird, wobei die in der PoE-Stromversorgungseinheit (15) enthaltene Batterie (15A) über Strombuchsen (15C) aufladbar ist, welche einen Gleichstrom über Stromkabel (16) von einer an die Strombuchsen (15C) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) angeschlossenen Schweißstromquelle (2) beziehen.
  2. PoE-Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1, wobei die in einem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit (15) enthaltene Batterie (15A) über einen durch eine Steuereinheit (15D) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) steuerbaren Laderegler (15E) mit dem über die Strombuchsen (15C) von der Schweißstromquelle (2) bezogenen Gleichstrom aufladbar ist.
  3. PoE-Stromversorgungseinheit nach Anspruch 2, wobei der steuerbare Laderegler (15E) durch die in der PoE-Stromversorgungseinheit (15) enthaltene Steuereinheit (15D) zur Durchführung eines Aufladevorganges oder eines Entladevorganges der an dem steuerbaren Laderegler (15E) angeschlossenen Batterie (15A) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) gesteuert wird.
  4. PoE-Stromversorgungseinheit nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (15D) Zugriff auf zumindest einen in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit (15) integrierten und bzw. oder in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit (15) einsetzbaren und bzw. oder daran anschließbaren Datenspeicher, insbesondere USB-Datenspeicher (17), hat.
  5. PoE-Stromversorgungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strombuchsen (15C) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) über ein Tiefpassfilter (15F), einen ersten Gleichrichter (15G) und einen ersten DC/DC-Wandler (15H) mit dem steuerbaren Laderegler (15E) verbunden sind und den über die Stromkabel (16) von der Schweißstromquelle (2) gelieferten Gleichstrom an den steuerbaren Laderegler (15E) zum Aufladen der Batterie (15A) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) in einem Ladevorgang liefern.
  6. PoE-Stromversorgungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die PoE-Stromversorgungseinheit (15) mindestens einen DC-Hilfsstromeingang (15I) zum Bezug eines Hilfsstromes von einer externen DC-Hilfsstromquelle aufweist, wobei der DC-Hilfsstromeingang über einen zweiten Gleichrichter (15J) und einen zweiten DC/DC-Wandler (15K) mit dem steuerbaren Laderegler (15E) verbunden ist und einen von der DC-Hilfsstromquelle gelieferten Gleichstrom an den steuerbaren Laderegler (15E) zum Aufladen der Batterie (15A) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) in einem Aufladevorgang liefert.
  7. PoE-Stromversorgungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der steuerbare Laderegler (15E) mit einem PoE-PSE, Power Sourcing Equipment, Manager (15L) verbunden ist, welcher die Stromversorgung des an der zumindest einen PoE-Buchse (15B) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) angeschlossenen zumindest einen PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerätes durch die in der PoE-Stromversorgungseinheit (15) enthaltene Batterie (15A) oder durch eine andere an die PoE-Stromversorgungseinheit (15) angeschlossene Stromquelle überwacht.
  8. PoE-Stromversorgungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die PoE-Stromversorgungseinheit (15) mindestens einen DC-Hilfsstromausgang (15M) zur Abgabe eines von der Batterie (15A) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) über den Laderegler (15E) bezogenen Hilfsstromes an eine externe Hilfsstromsenke (18) aufweist.
  9. PoE-Stromversorgungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-8, wobei die in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit(15) enthaltene Batterie (15A) manuell austauschbar ist.
  10. PoE-Stromversorgungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die an dem DC-Hilfsstromeingang (15I) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) anschließbare Hilfsstromquelle einen von Photovoltaikmodulen einer Photovoltaikanlage erzeugten Gleichstrom liefert, der zum Aufladen der im Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit (15) enthaltenen Batterie (15A) über den Laderegler (15E) der Po-E-Stromversorgungseinheit (15) verwendet wird.
  11. PoE-Stromversorgungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die PoE-Stromversorgungseinheit (15) mindestens einen AC-Hilfsstromeingang zum Bezug eines AC-Hilfsstromes von einer AC-Hilfsstromquelle, insbesondere einem Wechselrichter einer Photovoltaikanlage, aufweist, der von einem AC/DC-Wandler der PoE-Stromversorgungseinheit (15) in einen Gleichstrom umgewandelt wird, der zum Aufladen der in dem Gehäuse der PoE-Stromversorgungseinheit (15) enthaltenen Batterie (15A) über den Laderegler (15E) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) verwendet wird.
  12. Schweißanlage (1) mit einer Schweißstromquelle (2) zur Versorgung eines Schweißbrenners (3) mit einem Schweißstrom und mit mindestens einem PoE-kompatiblen Schweißperipheriegerät (4, 5), das über ein PoE-Ethernetkabel (14) mit einer Po-E-Buchse (15B) einer PoE-Stromversorgungseinheit (15) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11 angeschlossen ist und darüber einen Versorgungsstrom bezieht.
  13. Schweißanlage nach Anspruch 12, wobei das an der PoE-Buchse (15B) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) über das PoE-Ethernetkabel (14) angeschlossene Schweißperipheriegerät ein Schweißdatensammelgerät (5) zum Sammeln, Zwischenspeichern, Verarbeiten und Kommunizieren von Schweißdaten während eines Schweißprozesses aufweist.
  14. Schweißanlage nach Anspruch 12 oder 13, wobei das an der PoE-Buchse (15B) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) über das PoE-Ethernetkabel (14) angeschlossene Schweißperipheriegerät, insbesondere das Schweißdatensammelgerät (5), über eine drahtlose Schnittstelle, insbesondere eine WLAN-Schnittsttelle oder eine Bluetooth-Schnittstelle, des Schweißperipheriegerätes mit einem Zugangspunkt (9) eines Datennetzwerkes (1) der Schweißanlage (1) kommuniziert, wobei der Zugangspunkt (9) über einen Ethernet-Switch (11) mit einem Rechner (12) und/oder mit einem Server (13) des Datennetzwerkes (10) verbunden ist.
  15. Schweißanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die PoE-Stromversorgungseinheit (15) eine Ethernetbuchse (15N) zur Verbindung mit einem Ethernet-Switch (11) des Datennetzwerkes (10) der Schweißanlage (1) aufweist.
  16. Schweißanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 15, wobei das an der PoE-Buchse (15B) der PoE-Stromversorgungseinheit (15) über das PoE-Ethernetkabel (14) angeschlossene Schweißperipheriegerät ein Sensorgerät, ein Eingabegerät, ein Anzeigegerät oder ein Drahtvorschubgerät (4) aufweist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110240620A1 (en) 2010-04-05 2011-10-06 Illinois Tool Works Inc. Welding system and method utilizing internal ethernet communications

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060138113A1 (en) 2004-04-16 2006-06-29 Ott Brian L Remote wire feeder using binary phase shift keying to modulate communications of command/control signals to be transmitted over a weld cable
US20110240620A1 (en) 2010-04-05 2011-10-06 Illinois Tool Works Inc. Welding system and method utilizing internal ethernet communications

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